Astronomi že desetletja domnevajo, da je na Luni morda voda. V zadnjih letih je bila ta špekulacija potrjena, da je en orbitalni satelit za drugim zaznal vodni led okoli luninega južnega polarnega območja. V tem delu lunine površine, znanem kot Južni pol Aitken Basin vodni led lahko vztraja zaradi številnih stalno zasenčenih kraterjev, ki se nahajajo tam.
Toda do zdaj so znanstveniki delovali pod predpostavko, da je lunino vodo mogoče najti le v trajno zasenčenih kraterjih. Ampak zahvaljujoč Nasi Stratosferski observatorij za infrardečo astronomijo (SOFIJA), voda je bila opazovano na osončeni strani Lune prvič. To odkritje kaže, da je voda lahko porazdeljena po celotni lunini površini in ni omejena na temne kote.
Študija, ki opisuje njihove ugotovitve, se je pred kratkim pojavila v reviji Astronomija narave .Študijo je vodil Casey Honniball, podoktorski sodelavec NASA na Inštitut za geofiziko in planetologijo Univerze na Havajih , in vključevali člane iz Inštitut za vesoljske znanosti (SSI), Georgia Institute of Technology , Laboratorij za uporabno fiziko univerze Johns Hopkins (JHUAPL) in NASA-in center za vesoljske lete Goddard .
SOFIA je v bistvu modificirano letalo Boeing 747SP, opremljeno z 2,7-metrskim (106-palčnim) infrardečim teleskopom. Z zgornjo mejo od 11.600 do 13.700 metrov (38.000 do 45.000 čevljev) lahko SOFIA leti nad 99 % Zemljine atmosfere, ki blokira infrardeče žarke, in išče sicer šibke predmete s svojim Infrardeča kamera za šibke objekte za teleskop SOFIA (NAPOVEDA).
Ko so dr. Honnibal in njeni sodelavci opazovali Luno s SOFIO, so opazili prisotnost vodnih molekul (H2O) v drugem največjem kraterju, vidnem z Zemlje. Ta je znan kot krater Clavius, ki se nahaja na južni polobli Lune in meri 231 km (143,5 mi) v premeru in 3,5 km (2 mi) v globino.
Kot je povedal Paul Hertz, direktor oddelka za astrofiziko v Nasinem direktoratu za znanstvene misije (SMD) Izjava Nase :
'Imeli smo znake, da je H2O – znana voda, ki jo poznamo – je morda prisotna na osončeni strani Lune. Zdaj vemo, da je tam. To odkritje izziva naše razumevanje lunine površine in postavlja zanimiva vprašanja o virih, pomembnih za raziskovanje globokega vesolja.
Medtem ko so prejšnja opazovanja odkrila sledi vodika v tem kraterju, vendar niso mogla ugotoviti, ali je to posledica vode ali hidroksila (OH). Ta kemikalija nastane, ko se molekularni kisik v luninem regolitu poveže z atomi vodika, ki so posledica nabitih delcev (protonov), ki izhajajo iz Sonca (sončni veter), ki pobirajo elektrone, ko potujejo skozi vesolje.
Podatki o nadmorski višini Lune, ki prikazujejo kotlino južnega tečaja Aitken. Zasluge: NASA/GSFC/Univerza v Arizoni
Z uporabo teleskopa FORCAST sta Honnibal in njena ekipa to lahko ugotovili, saj je imel vodik, ki so ga zaznali, specifično valovno dolžino, ki je edinstvena za molekule vode (6,1 mikrona). Kot je pojasnil Honnibal:
»Pred opazovanjem SOFIA smo vedeli, da je prišlo do neke vrste hidracije. Nismo pa vedeli, koliko, če sploh, je dejansko molekul vode – kot jih pijemo vsak dan – ali česa bolj podobnega čistilu za odtok ... Brez goste atmosfere bi se voda na sončni lunini površini preprosto izgubila v vesolju. A vseeno nekako vidimo. Nekaj ustvarja vodo in nekaj jo mora tam ujeti.'
Podatki, ki jih je pridobila SOFIA, so razkrili koncentracije vode od 100 do 412 delov na milijon (ppm) v enem kubičnem metru zemlje, ki se razprostira po lunini površini. To je enakovredno približno 350 ml steklenici (12 oz) in je približno 100-krat manj vode, kot jo ima puščava Sahara. Kljub tej skromni količini vode je odkritje zelo pomembno, saj odpira nova vprašanja o izvoru lunine vode in o tem, kako lahko obstane.
Poleg tega ima ta najdba posledice za raziskovanje Lune, zlasti ko gre za dolgotrajne misije in lunine habitate. Kot del Projekt Artemis , NASA želi vzpostaviti program 'trajnostnega raziskovanja Lune', ki bo vključeval bazo okoli južne polarne regije. Prisotnost vodnega ledu ne bo zagotovila le oskrbe s pitno vodo, ampak bi se lahko uporabila tudi za proizvodnjo pogonskih goriv.
'Voda je dragocen vir tako za znanstvene namene kot za uporabo naših raziskovalcev,' je dejal Jacob Bleacher, glavni raziskovalec pri NASA-jevem direktoratu za raziskovanje in operacije misij. 'Če lahko uporabimo vire na Luni, potem lahko nosimo manj vode in več opreme, da omogočimo nova znanstvena odkritja.'
Bližnji posnetek SOFIJINEGA teleskopa in primarnega ogledala. Zasluge: NASA/Tom Tschida
Ta najdba je pomembna tudi zaradi načina, kako predstavlja vrhunec desetletnih raziskav. Ko so astronavti Apollo prvič pristali na Luni, so verjeli, da je Luna popolnoma suha. Zanimivo je, da so bile kamnine, ki so jih te misije vrnile, dale prve znake lunine vode, čeprav so bile te zaradi takratne kontaminacije zavrnjene.
Še ena zanimiva ugotovitev te najnovejše odkritja je dejstvo, da to ni vrsta raziskav, ki jih misija SOFIA običajno izvaja. Običajno so SOFIA opazovanja na visoki nadmorski višini vodena s kamero, ki sledi zvezdam, kar krmilnikom omogoča, da teleskop stabilno zaklenejo na cilj. Sem spadajo predmeti, ki so bledi (kot so rdeče pritlikavke in črne luknje) ali oddaljeni predmeti, kot so zvezdne kopice in galaksije.
Luna, ki ni niti šibka niti oddaljena, bi običajno zapolnila celotno vidno polje vodilne kamere. Po opravljenem testnem opazovanju avgusta 2018 so bili znanstveniki NASA prepričani, da je vredno poskusiti. Naseem Rangwala, projektni znanstvenik SOFIA v Nasinem raziskovalnem centru Ames, je dejal:
»Pravzaprav je bilo to prvič, da je SOFIJA pogledala Luno in niti nismo bili povsem prepričani, ali bomo dobili zanesljive podatke, toda vprašanja o lunini vodi so nas prisilila, da poskusimo. Neverjetno je, da je to odkritje izhajalo iz tega, kar je bil v bistvu test, in zdaj, ko vemo, da to zmoremo, načrtujemo več letov za več opazovanj.'
SOFIJA v letu z izpostavljenim teleskopom. Slika: NASA/Jim Ross
Seveda obstajajo številna neodgovorjena vprašanja, s katerimi se morajo znanstveniki še spopasti. Za začetek je vprašanje, ali so vodne usedline na osončenih delih Lune dostopne ali ne. Obstaja tudi nenehna skrivnost o izvoru lunine vode (ne glede na to, ali je bila proizvedena avtohtono ali odložena), kako se lahko kopiči in obdrži v s soncem obsijanih regijah in kako se prenaša po Luni.
NASA upa, da bo v bližnji prihodnosti izvedla nadaljnja opazovanja s SOFIO, da bi zbrala več podatkov in (upajmo) odgovorila na ta vprašanja. Še posebej bodo iskali dodatne vire vode na s soncem obsijanih lokacijah in v različnih luninih fazah. Ti podatki bodo obveščali tudi o prihodnjih misijah, kot je NASA Volatiles, ki preiskuje Polar Exploration Rover (VIPER) in pomaga ustvariti prve zemljevide vodnih virov za raziskovanje ljudi.
Nadaljnje branje: NASA , Astronomija narave