Вода на Луне может скрываться в тени

Хотя Луна выглядит сухой, она покрыта водой. Но ученые не до конца понимают, как это возможно. Поскольку в течение дня нет атмосферы, регулирующей температуру, поверхность Луны становится достаточно горячей, чтобы вскипятить воду. Если какая-либо захваченная вода действительно превратится в лед за ночь (когда температура может опуститься до -150 ° C), вся она выкипит, как только Солнце согреет ее. Тем не менее, исследования каким-то образом показали, что на дневной стороне Луны на поверхности есть вода - по-видимому, она находится при невероятно высоких температурах.

"Более десяти лет назад космический аппарат обнаружил возможное присутствие воды на дневной поверхности Луны, и это было подтверждено стратосферной обсерваторией инфракрасной астрономии НАСА [SOFIA] в 2020 году", - сказал астрофизик Лаборатории реактивного движения (JPL) Бьорн Давидссон.

"Эти наблюдения поначалу были нелогичными: вода не должна выжить в таких суровых условиях. Это ставит под сомнение наше понимание лунной поверхности и поднимает интригующие вопросы о том, как летучие вещества, такие как водяной лед, могут выжить в безвоздушных телах".

На самом деле это не проблема, если вы предположите, что вода не может свободно перемещаться по поверхности - вся заперта в чем-то вроде камня или стекла, созданного ударами метеорита. Это надежная теория, и мы знаем из геологических образцов из прошлых миссий Аполлона.

Однако исследование 2009 года показало, что количество воды меняется в зависимости от времени суток. В самое жаркое время дня до полудня воды меньше, но после полудня, когда немного остынет, она снова увеличивается. Это говорит о том, что по крайней мере часть воды может свободно перемещаться - кипятится в течение дня, а затем снова замораживается.

При рассмотрении теплофизических моделей, которые мы используем, чтобы понять это, предполагается, что поверхность в основном плоская. Если вы недавно мельком видели фотографию покрытой ямками поверхности Луны, то знаете, что поверхность Луны не совсем гладкая сфера.

В новом исследовании Дэвидссон и другой исследователь JPL - Сона Хоссейни - обновили свою модель, сделав поверхность Луны более шероховатой. Фактически, они использовали изображения с миссий Аполлона, показывающие валуны и кратеры, которые действительно соответствуют поверхности.

Они обнаружили, что шероховатость создает тени, которые позволяют модели Луны удерживать воду и позволяют воде перемещаться по мере того, как день нагревается и снова остывает. "Мороз гораздо более подвижен, чем застрявшая в ловушке вода", - сказал Давидссон. "Таким образом, эта модель обеспечивает новый механизм, который объясняет, как вода движется между лунной поверхностью и тонкой лунной атмосферой".

Важно отметить, что это не первое исследование, в котором рассматривается отношение шероховатости поверхности к лунной воде. В предыдущей статье также предполагалось, что вода могла удерживаться в крошечных "холодных ловушках" на поверхности.

Однако новое исследование также рассматривало десорбцию, давая моделям более точное изображение нашего лунного соседа. "Модель температуры поверхности Луны, описанная в этой статье, имеет важное значение для понимания присутствия и эволюции воды на поверхности Луны", - пишут Давидссон и Хоссейни в своей новой статье. "Чрезвычайно важно учитывать шероховатость поверхности, чтобы получить точную картину количества воды на поверхности Луны".