Forskare använder data från NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter, eller LRO, har identifierat ljusa områden i kratrar nära månens sydpol som är tillräckligt kalla för att ha frost på ytan.

De nya bevisen kommer från en analys som kombinerade yttemperaturer med information om hur mycket ljus som reflekteras från månens yta.

"Vi fann att de kallaste platserna nära månens sydpol också är de ljusaste platserna - ljusare än vi skulle förvänta oss av enbart jord - och det kan tyda på närvaron av ytfrost, sa Elizabeth Fisher, huvudförfattaren till studien, publicerad i Ikaros. Fisher genomförde dataanalysen medan han forskade vid University of Hawaii i Manoa efter att ha tagit sin grundexamen. Hon är nu doktorand vid Brown University.

De isiga avlagringarna verkar vara fläckiga och tunna, och det är möjligt att de är blandade med ytskiktet av jord, damm och små stenar som kallas regoliten. Forskarna säger att de inte ser vidder av is som liknar en frusen damm eller skridskobana. Istället, de ser tecken på ytfrost.

Frosten hittades i köldfällor nära månens sydpol. Kallfällor är permanent mörka områden – placerade antingen på golvet i en djup krater eller längs en del av kraterväggen som inte får direkt solljus – där temperaturen förblir under minus 260 grader Fahrenheit (minus 163 grader Celsius). Under dessa omständigheter, vattenis kan finnas kvar i miljoner eller miljarder år.

För mer än ett halvt sekel sedan, forskare föreslog att månens köldfällor kunde lagra vattenis, men att bekräfta den hypotesen visade sig vara utmanande. Observationer som gjordes av NASA:s Lunar Prospector orbiter i slutet av 1990-talet identifierade väterika områden nära månens poler men kunde inte avgöra om det vätet var bundet i vatten eller fanns i någon annan form. Att förstå arten av dessa insättningar har varit ett av de drivande målen för LRO, som har kretsat runt månen sedan 2009.

Fisher och hennes kollegor hittade bevis på månens frost genom att jämföra temperaturavläsningar från LRO:s Diviner-instrument med ljusstyrkemätningar från rymdfarkostens Lunar Orbiter Laser Altimeter, eller LOLA. I dessa jämförelser, de kallaste områdena nära sydpolen var också mycket ljusa, indikerar närvaron av is eller andra starkt reflekterande material. Forskarna tittade på de högsta yttemperaturerna, eftersom isen inte håller om temperaturen kryper över den avgörande tröskeln.

Resultaten överensstämmer med ett annat teams analys av LRO-data, rapporterades 2015. Den studien jämförde topptemperaturer med ultraviolett, eller UV, data från Lyman-Alpha Mapping Project, eller LAMPA. Både LOLA och LAMP kan mäta ytans ljusstyrka utan solljus. LOLA gör det genom att mäta reflekterat laserljus, och LAMPA, genom att mäta reflekterat stjärnljus och UV-skyglöd av väte.

"Dessa fynd visar än en gång värdet av att studera månen från omloppsbana på lång sikt, sa John Keller, LRO-projektets forskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Allt det här arbetet börjar med omfattande datauppsättningar som består av flera års kontinuerliga mätningar."

Tillsammans, de två studierna stärker fallet att det finns frost i köldfällor nära månens sydpol. Än så länge, dock, forskare har inte sett samma tecken nära månens nordpol.

"Det som alltid har varit spännande med månen är att vi förväntar oss att hitta is varhelst temperaturen är tillräckligt kall för is, men det är inte riktigt vad vi ser, sa Matt Siegler, en forskare vid Planetary Science Institute i Dallas, Texas, och en medförfattare till studien.

Vattenis och andra avlagringar har också identifierats i köldfällor nära nordpolen på Merkurius. Även om det är planeten närmast solen, Merkurius verkar ha upp till 400 gånger mer is än månen har, enligt Sieglers uppskattning. Forskare funderar fortfarande på vilket scenario som är "mer normalt".

En annan lockande fråga är hur gammal månens is är. Om vattnet levererades av isiga kometer eller asteroider, det kan vara lika gammalt som solsystemet och kan markera den tidiga leveransen av vatten till jorden och månen. Men om vattnet producerades av kemiska reaktioner drivna av solvinden, det är mycket nyare. Eller båda kan vara sanna. Det kan finnas eoner gamla isavlagringar begravda under marken och nyare vatten vid ytan.

Hur som helst, Siegler sa, det finns tillräckligt med bevis nu för att argumentera för ytterligare utredning. Inte bara kan månens is tillhandahålla resurser för utforskning, det kan också hjälpa oss att förstå ursprunget till jordens vatten.