Об этом пишет издание Interesting Engineering. Исследователи из Технологического института Джорджии (Georgia Tech) воссоздали влияние солнечного ветра на лунные минералы в лабораторных условиях и получили новые доказательства того, что поток заряженных частиц от Солнца играет ключевую роль в формировании поверхности Луны.
Смотрите также В глубоком космосе нашли вещество, связанное с возникновением жизни на Земле
Как ученые заставили лунный минерал стареть за считанные дни?
В течение десятилетий ученые знали, что лунный ландшафт меняют два главных фактора: удары микрометеоритов и солнечный ветер. Однако определить, какой из них влияет сильнее, оказалось непросто. Новое исследование показало, что сам только солнечный ветер способен создавать характерные микроскопические структуры, которые ранее находили в настоящих лунных образцах.
Для эксперимента команда использовала ильменит – распространенный минерал, который встречается как на Земле, так и на Луне. Ученые поместили его в специальную вакуумную камеру, имитирующую условия солнечного ветра, после чего бомбардировали заряженными частицами.
Затем исследователи проанализировали образцы с помощью высокоточной электронной микроскопии. В результате они зафиксировали образование так называемого нанофазного железа – чрезвычайно мелких металлических частиц, которые считают одним из главных признаков космического выветривания на Луне.
Кроме того, на поверхности минерала сформировались характерные оболочки, похожие на те, что покрывают настоящие лунные породы. По словам авторов, эксперимент воспроизвел последствия воздействия солнечного ветра, которые при естественных условиях накапливались бы в течение тысяч лет.
Ученые проводят лабораторные эксперименты по облучению уже много лет, но раньше они не могли охарактеризовать результаты с таким уровнем детализации,
– объяснил ведущий автор исследования Рошан Триведи.
Почему это важно для изучения Луны?
Работу выполнили аспирант Рошан Триведи и недавний выпускник докторантуры Адвик Вера в рамках программы Georgia Tech Center for Lunar Environment and Volatile Exploration Research (CLEVER). Этот научный центр работает при поддержке NASA и участвует в исследованиях, связанных с программой Artemis.
Полученные результаты могут помочь ученым точнее интерпретировать данные дистанционного зондирования Луны. Сегодня орбитальные аппараты собирают огромные массивы информации о составе и возрасте различных участков поверхности, но без прямого анализа образцов понять их историю бывает сложно.
Если ученые лучше поймут, как именно солнечный ветер меняет минералы, они смогут точнее оценивать возраст поверхностных слоев и реконструировать эволюцию различных регионов спутника Земли.
Неожиданная подсказка
Исследование принесло еще один интересный результат. Во время эксперимента команда обнаружила в структуре минерала крошечные полости, которые образовались под воздействием солнечного ветра.
Именно эти микроскопические пустоты могут играть важную роль в формировании воды на Луне, а это один из важнейших вопросов современной планетологии.
Ученые предполагают, что протоны из солнечного ветра, которые содержат водород, могут взаимодействовать с кислородом, присутствующим в лунных минералах. В результате теоретически могут образовываться молекулы воды.
Вода стала бы чрезвычайно ценным ресурсом для людей, которые будут работать на Луне. Но с научной точки зрения нас прежде всего интересует вопрос, как она вообще там появляется,
– отметил профессор Школы физики Джорджии Тех Филлип Ферст.
Он добавил, что солнечный ветер является одним из наиболее вероятных механизмов такого процесса, ведь именно его протоны могут поставлять водород для молекул H2O, тогда как кислород уже содержится в лунных породах.
Как это поможет будущим миссиям на Луне?
Авторы работы считают, что новая методика позволит моделировать различные этапы воздействия солнечного ветра и исследовать изменения, которые накапливаются в течение различных промежутков времени. Это поможет глубже понять взаимосвязь между космическим излучением, лунными минералами и потенциальным образованием воды.
Ученые опубликовали результаты работы в журнале The Planetary Science Journal. Исследование не только помогает лучше понять прошлое Луны, но и может стать важным инструментом для будущих экспедиций, которые будут искать ресурсы для долговременного присутствия людей на спутнике Земли.