• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • SOFIA upptäcker vatten på solbelyst yta av månen

    Den här illustrationen framhäver månens Clavius-krater med en illustration som visar vatten fångat i månens jord där, tillsammans med en bild av NASA:s Stratosfäriska observatorium för infraröd astronomi (SOFIA) som hittade solbelyst månvatten. Kredit:NASA

    NASA:s Stratosfärobservatorium för infraröd astronomi (SOFIA) har bekräftat, för första gången, vatten på månens solbelysta yta. Denna upptäckt indikerar att vatten kan vara fördelat över månens yta, och inte begränsat till kyla, skuggiga platser.

    SOFIA har upptäckt vattenmolekyler (H 2 O) i Clavius ​​krater, en av de största kratrarna som är synliga från jorden, ligger på månens södra halvklot. Tidigare observationer av månens yta upptäckte någon form av väte, men kunde inte skilja mellan vatten och dess nära kemiska släkting, hydroxyl (OH). Data från denna plats avslöjar vatten i koncentrationer på 100 till 412 delar per miljon - ungefär motsvarande en 12-ounce flaska vatten - instängt i en kubikmeter jord spridd över månens yta. Resultaten publiceras i senaste numret av Natur astronomi .

    "Vi hade indikationer på att H 2 O – det välbekanta vattnet vi känner – kan finnas på den solbelysta sidan av månen, sa Paul Hertz, direktör för Astrophysics Division i Science Mission Directorate vid NASA:s högkvarter i Washington. "Nu vet vi att den finns där. Denna upptäckt utmanar vår förståelse av månens yta och väcker spännande frågor om resurser som är relevanta för utforskning av rymden."

    Som en jämförelse, Saharaöknen har 100 gånger så mycket vatten än vad SOFIA upptäckte i månens jord. Trots små mängder, upptäckten väcker nya frågor om hur vatten skapas och hur det kvarstår på det hårda, luftlös månyta.

    Vatten är en värdefull resurs i rymden och en nyckelingrediens i livet som vi känner det. Huruvida vattnet SOFIA som hittats är lättillgängligt för användning som en resurs återstår att avgöra. Under NASA:s Artemis-program, byrån är angelägen om att lära sig allt den kan om närvaron av vatten på månen innan de skickar den första kvinnan och nästa man till månens yta 2024 och etablerar en hållbar mänsklig närvaro där i slutet av decenniet.

    SOFIAs resultat bygger på år av tidigare forskning som undersökte närvaron av vatten på månen. När Apollo-astronauterna först återvände från månen 1969, det ansågs vara helt torrt. Orbital- och impactoruppdrag under de senaste 20 åren, såsom NASA:s Lunar Crater Observation and Sensing Satellite, bekräftad is i permanent skuggade kratrar runt Månens poler. Under tiden, flera rymdfarkoster – inklusive Cassini-uppdraget och Deep Impact-kometuppdraget, såväl som den indiska rymdforskningsorganisationens Chandrayaan-1-uppdrag — och NASA:s markbaserade infraröda teleskopanläggning, tittade brett över månens yta och hittade bevis på hydrering i soligare områden. Ändå kunde dessa uppdrag inte definitivt särskilja i vilken form det var närvarande - varken H2O eller OH.

    "Innan SOFIA-observationerna, vi visste att det fanns någon form av hydrering, " sa Casey Honniball, huvudförfattaren som publicerade resultaten från hennes examensarbete vid University of Hawaii i Mānoa i Honolulu. "Men vi visste inte hur mycket, om någon, var faktiskt vattenmolekyler - som vi dricker varje dag - eller något mer som avloppsrenare."

    SOFIA erbjöd ett nytt sätt att se på månen. Flyger på höjder upp till 45, 000 fot, denna modifierade Boeing 747SP jetliner med ett 106-tums teleskop når över 99 % av vattenångan i jordens atmosfär för att få en klarare bild av det infraröda universum. Genom att använda sin infraröda kamera för svaga föremål för SOFIA-teleskopet (FORCAST), SOFIA kunde fånga upp den specifika våglängden som är unik för vattenmolekyler, vid 6,1 mikron, och upptäckte en relativt överraskande koncentration i den soliga Clavius-kratern.

    Forskare som använder NASA:s teleskop på ett flygplan, Stratosfärobservatoriet för infraröd astronomi, upptäckte vatten på en solbelyst yta av månen för första gången. SOFIA är ett modifierat Boeing 747SP-flygplan som gör det möjligt för astronomer att studera solsystemet och vidare på sätt som inte är möjliga med markbaserade teleskop. Molekylärt vatten, H2O, hittades i Clavius ​​krater, en av de största kratrarna som är synliga från jorden på månens södra halvklot. Denna upptäckt indikerar att vatten kan vara fördelat över månens yta, och inte begränsat till kyla, skuggiga platser. Kredit:NASA/Ames Research Center

    "Utan en tjock atmosfär, vatten på den solbelysta månens yta borde bara förloras till rymden, sa Honniball, som nu är postdoktor vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Ändå ser vi det på något sätt. Något genererar vattnet, och något måste fånga den där."

    Flera krafter kan vara med i leveransen eller skapandet av detta vatten. Mikrometeoriter som regnar ner på månens yta, bära små mängder vatten, kan avsätta vattnet på månens yta vid sammanstötningen. En annan möjlighet är att det kan finnas en tvåstegsprocess där solens solvind levererar väte till månens yta och orsakar en kemisk reaktion med syrebärande mineraler i jorden för att skapa hydroxyl. Under tiden, strålning från bombardemang av mikrometeoriter skulle kunna omvandla den hydroxylen till vatten.

    Hur vattnet sedan lagras – vilket gör det möjligt att ackumuleras – väcker också några spännande frågor. Vattnet kan fångas in i små pärlliknande strukturer i jorden som bildas av den höga värme som skapas av mikrometeoritslag. En annan möjlighet är att vattnet kan döljas mellan korn av månjord och skyddat från solljus - vilket potentiellt gör det lite mer tillgängligt än vatten som är instängt i pärlliknande strukturer.

    För ett uppdrag utformat för att se på avlägset, mörka föremål som svarta hål, stjärnhopar, och galaxer, SOFIAs strålkastarljus på jordens närmaste och ljusaste granne var ett avsteg från business as usual. Teleskopoperatörerna använder vanligtvis en guidekamera för att spåra stjärnor, hålla teleskopet stadigt låst på sitt observationsmål. Men Månen är så nära och ljus att den fyller hela guidekamerans synfält. Utan några stjärnor synliga, det var oklart om teleskopet kunde spåra månen på ett tillförlitligt sätt. För att fastställa detta, i augusti 2018, operatörerna bestämde sig för att prova en testobservation.

    "Det var, faktiskt, första gången SOFIA har tittat på månen, och vi var inte ens helt säkra på om vi skulle få tillförlitlig data, men frågor om månens vatten tvingade oss att försöka, sa Naseem Rangwala, SOFIAs projektforskare vid NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley. "Det är otroligt att denna upptäckt kom ur vad som i huvudsak var ett test, och nu när vi vet att vi kan göra detta, vi planerar fler flygningar för att göra fler observationer."

    SOFIAs uppföljningsflyg kommer att leta efter vatten på ytterligare solbelysta platser och under olika månfaser för att lära sig mer om hur vattnet produceras, lagrat, och flyttade över månen. Uppgifterna kommer att lägga till arbetet med framtida månuppdrag, såsom NASA:s Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER), att skapa månens första vattenresurskartor för framtida mänskliga rymdutforskningar.

    I samma nummer av Natur astronomi , forskare har publicerat en artikel som använder teoretiska modeller och NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter-data, påpekar att vatten kan fångas i små skuggor, där temperaturen håller sig under fryspunkten, över mer av månen än väntat för närvarande. T

    "Vatten är en värdefull resurs, för både vetenskapliga ändamål och för användning av våra upptäcktsresande, sa Jacob Bleacher, chefsforskare för utforskning av NASA:s Human Exploration and Operations Mission Directorate. "Om vi ​​kan använda resurserna på månen, då kan vi bära mindre vatten och mer utrustning för att möjliggöra nya vetenskapliga upptäckter."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com