La première preuve de formation d’eau à la surface de la lune par la magnétosphère terrestre

Avant l’ère Apollo, on pensait que la lune était sèche comme un désert en raison des températures extrêmes et de la dureté de l’environnement spatial. Depuis, de nombreuses études ont découvert de l’eau lunaire: de la glace dans des cratères polaires ombragés, de l’eau liée dans des roches ignées et des dépôts de fer rouillés inattendus dans les sols lunaires. Malgré ces résultats, il n’y a toujours pas de véritable confirmation de l’étendue ou de l’origine des eaux de surface lunaires.

La théorie dominante est que la charge est positive Ions hydrogène Poussé par le vent solaire qui bat surface de la Lune Il réagit spontanément pour former de l’eau (sous forme d’hydroxyle (OH^–) Et moléculaire (H.₂s)). Cependant, une nouvelle étude multinationale a été publiée dans Les lettres du journal astrophysique Il est suggéré que le vent solaire n’est peut-être pas la seule source d’ions formant de l’eau. Des chercheurs ont montré que les particules de la Terre peuvent semer la lune De l’eau également, ce qui signifie que d’autres planètes peuvent également fournir de l’eau à leurs satellites.

L’eau se répand beaucoup plus dans l’espace que les astronomes ne le pensaient au départ, Surface – aspect extérieur De Mars aux lunes de Jupiter, les anneaux de Saturne, les comètes, les astéroïdes et Pluton; Il a même été détecté dans des nuages ​​en dehors de notre système solaire. On supposait auparavant que l’eau était incorporée dans ces objets lors de la formation du système solaire, mais il est de plus en plus évident que l’eau dans l’espace est plus dynamique. Bien que le vent solaire soit une source potentielle d’eau de surface sur la surface lunaire, les modèles informatiques prédisent que jusqu’à la moitié de celui-ci devrait s’évaporer et disparaître dans les régions de haute latitude pendant les trois jours environ d’une pleine lune lorsqu’elle passe sur Terre. Magnétosphère.

Étonnamment, l’analyse la plus récente de la cartographie de la surface hydroxyle / eau par le tracé de la lune minérale par satellite Chandrayaan-1 (M³) Que les eaux de surface lunaires ne disparaissent pas pendant la période de protection de la magnétosphère. On pensait que le champ magnétique terrestre empêchait le vent solaire d’atteindre la lune afin que l’eau ne puisse pas être reconstituée plus rapidement qu’elle n’était perdue, mais les chercheurs ont découvert que ce n’était pas le cas.

En comparant une série chronologique de cartes de la surface de l’eau avant, pendant et après la traversée de la magnétosphère, les chercheurs affirment que Eau de lune Il peut être reconstitué par des flux d’ions magnétosphériques, également appelés «vents de la Terre». La présence de ces ions dérivés de la Terre a été confirmée près de la lune par le satellite Kaguya, tandis que THEMIS-ARTEMIS a été confirmée. Observations par satellite Ils ont été utilisés pour déterminer les caractéristiques distinctives des ions dans le vent solaire par rapport à ceux de la magnétosphère éolienne terrestre.

Les précédentes observations de satellites de Kaguya pendant la pleine lune ont détecté de fortes concentrations d’isotopes d’oxygène qui se sont échappés de la couche d’ozone terrestre et ont été incorporés dans le sol lunaire, ainsi qu’une abondance d’ions hydrogène dans la vaste atmosphère de notre planète, appelée exosphère. Ces flux combinés de particules magnétosphériques sont fondamentalement différents de ceux du Soleil. Vent. Par conséquent, la découverte la plus récente d’eau de surface dans cette étude réfute l’hypothèse de préservation et suggère plutôt que la magnétosphère elle-même crée un «pont d’eau» qui peut régénérer la lune.

L’étude a utilisé une équipe multidisciplinaire d’experts en chimie cosmique, en physique spatiale et en géologie planétaire pour mettre les données en contexte. Les interprétations précédentes des eaux de surface ne prenaient pas en compte les effets des ions terrestres et n’étudiaient pas comment les eaux de surface évoluaient au fil du temps. Les seules cartes de surface et données de particules disponibles pendant la pleine lune se trouvaient dans la magnétosphère en hiver et en été 2009, et il a fallu plusieurs années pour analyser et interpréter les résultats. L’analyse était particulièrement difficile en raison de la rareté des observations, qui étaient nécessaires pour comparer les mêmes conditions de surface lunaire au fil du temps et pour contrôler la température et la composition de la surface.

À la lumière de ces résultats, des études prospectives sur Vent solaire Les vents planétaires pourraient en révéler davantage sur l’évolution de l’eau dans notre système solaire et les effets possibles de l’activité solaire et de la magnétosphère sur les lunes et autres corps planétaires. Pour étendre cette recherche, il faudra de nouveaux satellites dotés de spectromètres d’hydroxyle / eau complets et de capteurs de particules en orbite et à la surface de la lune pour confirmer pleinement ce mécanisme. Ces outils peuvent aider à prédire les meilleures zones pour l’exploration future, l’exploitation minière et la colonisation finale sur la lune. Concrètement, ces recherches pourraient influencer la conception des prochaines missions spatiales afin de mieux protéger les humains et les satellites des dangers du rayonnement des particules, ainsi que d’améliorer les modèles informatiques et les expériences en laboratoire. l’eau Formation dans l’espace.