Про це пише видання Interesting Engineering. Дослідники з Технологічного інституту Джорджії (Georgia Tech) відтворили вплив сонячного вітру на місячні мінерали в лабораторних умовах і отримали нові докази того, що потік заряджених частинок від Сонця відіграє ключову роль у формуванні поверхні Місяця.
Дивіться також У глибокому космосі знайшли речовину, пов'язану з виникненням життя на Землі
Як вчені змусили місячний мінерал старіти за лічені дні?
Протягом десятиліть науковці знали, що місячний ландшафт змінюють два головні фактори: удари мікрометеоритів та сонячний вітер. Однак визначити, який із них впливає сильніше, виявилося непросто. Нове дослідження показало, що сам лише сонячний вітер здатний створювати характерні мікроскопічні структури, які раніше знаходили у справжніх місячних зразках.
Для експерименту команда використала ільменіт – поширений мінерал, який зустрічається як на Землі, так і на Місяці. Вчені помістили його у спеціальну вакуумну камеру, що імітує умови сонячного вітру, після чого бомбардували зарядженими частинками.
Потім дослідники проаналізували зразки за допомогою високоточної електронної мікроскопії. У результаті вони зафіксували утворення так званого нанофазного заліза – надзвичайно дрібних металевих частинок, які вважають однією з головних ознак космічного вивітрювання на Місяці.
Крім того, на поверхні мінералу сформувалися характерні оболонки, схожі на ті, що вкривають справжні місячні породи. За словами авторів, експеримент відтворив наслідки впливу сонячного вітру, які за природних умов накопичувалися б протягом тисяч років.
Вчені проводять лабораторні експерименти з опромінення вже багато років, але раніше вони не могли охарактеризувати результати з таким рівнем деталізації,
– пояснив провідний автор дослідження Рошан Тріведі.
Чому це важливо для вивчення Місяця?
Роботу виконали аспірант Рошан Тріведі та нещодавній випускник докторантури Адвік Віра в межах програми Georgia Tech Center for Lunar Environment and Volatile Exploration Research (CLEVER). Цей науковий центр працює за підтримки NASA та бере участь у дослідженнях, пов'язаних із програмою Artemis.
Отримані результати можуть допомогти науковцям точніше інтерпретувати дані дистанційного зондування Місяця. Сьогодні орбітальні апарати збирають величезні масиви інформації про склад і вік різних ділянок поверхні, але без прямого аналізу зразків зрозуміти їхню історію буває складно.
Якщо вчені краще зрозуміють, як саме сонячний вітер змінює мінерали, вони зможуть точніше оцінювати вік поверхневих шарів і реконструювати еволюцію різних регіонів супутника Землі.
Неочікувана підказка
Дослідження принесло ще один цікавий результат. Під час експерименту команда виявила в структурі мінералу крихітні порожнини, які утворилися під впливом сонячного вітру.
Саме ці мікроскопічні пустоти можуть відігравати важливу роль у формуванні води на Місяці, а це одне з найважливіших питань сучасної планетології.
Науковці припускають, що протони із сонячного вітру, які містять водень, можуть взаємодіяти з киснем, присутнім у місячних мінералах. У результаті теоретично можуть утворюватися молекули води.
Вода стала б надзвичайно цінним ресурсом для людей, які працюватимуть на Місяці. Але з наукового погляду нас насамперед цікавить питання, як вона взагалі там з'являється,
– зазначив професор Школи фізики Джорджії Тех Філліп Ферст.
Він додав, що сонячний вітер є одним із найбільш імовірних механізмів такого процесу, адже саме його протони можуть постачати водень для молекул H2O, тоді як кисень уже міститься в місячних породах.
Як це допоможе майбутнім місіям на Місяці?
Автори роботи вважають, що нова методика дозволить моделювати різні етапи впливу сонячного вітру та досліджувати зміни, які накопичуються протягом різних проміжків часу. Це допоможе глибше зрозуміти взаємозв'язок між космічним випромінюванням, місячними мінералами та потенційним утворенням води.
Науковці опублікували результати роботи в журналі The Planetary Science Journal. Дослідження не лише допомагає краще зрозуміти минуле Місяця, а й може стати важливим інструментом для майбутніх експедицій, які шукатимуть ресурси для довготривалої присутності людей на супутнику Землі.