Šo teoriju mēģināja apstiprināt jau vairāk nekā pirms desmit gadiem, pamatojoties uz atklājumiem, kas aprakstīti tālajā 2009. gadā. Taču izmantotajos viļņu garumos vēl bija vietas brīvai interpretācijai. Tagad, izmantojot citu viļņa garumu, kas raksturīgs tikai ūdenim, zinātnieki ziņo par pirmo viennozīmīgo ūdens noteikšanu uz Mēness virsmas.
Šie 2009. gada secinājumi, acīmredzot, arī tika ņemti vērā.
Iesākumā radās neskaidrības, jo 2009. gadā noteikšanai tika izmantota 3 mikrometru infrasarkanā viļņu garumu josla. Šajā viļņa garumā bija divas iespējas – vai nu noteiktā viela ir ūdens vai cits hidroksilgrupas savienojums, kas satur ūdeņradi un skābekli.
NASA Godarda kosmosa lidojumu centra astronomes Keisijas Honibolas (Casey Honniball) vadībā zinātnieku komanda nolēma izpētīt viļņa garumu, kas varētu apstiprināt vai apgāzt šos atklājumus. 6 mikrometru infrasarkanajā joslā jāparādās līnijai, kuru var izveidot tikai divi ūdeņraža atomi un viens skābekļa atoms.
Novērojumi, lidojot virs Zemes atmosfēras
Veikt nepārprotamu atklājumu šajā jomā ir sarežģīti. Tas prasa izmantot Stratosfēras infrasarkano staru spektra astronomijas observatoriju (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy – SOFIA). Tas ir īpašs, vienreizējs teleskops, kuru izmanto, lidojot lidmašīnā virs Zemes atmosfēras.
“SOFIA ir vienīgā pašreizējā un turpmāk plānotā observatorija, kas spēj veikt šos novērojumus,” sacīja Honibola.
“Pašreizējā Mēness kosmosa kuģī nav instrumentu, kas varētu mērīt 6 mikrometros, un, skatoties no Zemes, atmosfēra bloķē 6 mikronu gaismu, un tāpēc to nevar izdarīt no Zemes novērošanas centriem. SOFIA lido virs 99,9 procentiem no Zemes ūdens tvaikiem, kas ļauj iziet cauri 6 mikrometru gaismai un to novērot. Un, par laimi, SOFIA FORCAST instruments var veikt 6 mikrometru mērījumus un skatīties uz Mēnesi. “
Izmantojot FORCAST, komanda rūpīgi izpētīja reģionu, kurā iepriekš tika veikti 3 mikrometru atklājumi. Tur tika atrasta emisijas līnija, uz kuru viņi bija cerējuši – šo unikālo parakstu, ko varēja radīt tikai ūdens esamība uz Mēness.
Balstoties uz šo atklājumu, komanda lēš, ka ūdens daudzums ir aptuveni 100 līdz 400 daļas uz miljonu – tas ir saskaņā ar rezultātiem, kas tika iegūti ar 3 mikrometru mērījumiem.
Kā uz Mēness var pastāvēt ūdens?
Protams, uz Mēness virsmas nav šķidru ezeru, un jebkurš sasalušais ūdens mainītu savu agregātstāvokli, tiklīdz to skartu Saules gaisma. Bet ir vairāki veidi, kā uz Mēness virsmas joprojām var pastāvēt ūdens.
“Mēs galvenokārt domājam, ka ūdens ir stiklā,” sacīja Honibola.
“Kad mikrometeorīts ietriecas Mēnesī, tas izkausē kādu Mēness materiālu, kas ātri atdziest un veido stiklu. Ja trieciena laikā jau ir ūdens, kas izveidojies vai uzradies tur trieciena laikā, daļu ūdens var notvert stikla struktūrā, kamēr tas atdziest. “
Atsevišķā pētījumā, kuru vadīja Kolorādo Boulderas universitātes astronoms Pols Heins (Paul Hayne), zinātnieki izpētīja vēl vienu iespēju – pastāvīgo ēnu reģionus polārajos krāteros. Lielos platuma grādos augstās krāteru apmales rada apgabalus, kurus Saules gaisma nekad nesasniedz.
Šajos punktos temperatūra nekad nepārsniedz aptuveni -163 grādus pēc Celsija, radot “aukstuma slazdus”, kas varētu saturēt slēptus ūdens ledus daudzumus.
Izmantojot datus no NASA Mēness izlūkošanas orbitālā aparāta (Lunar Reconnaissance Orbiter), Heins un viņa kolēģi aprēķināja, ka šādas pastāvīgi aizēnotas virsmas varētu būt pat 40 000 kvadrātkilometri. Un 60 procenti no tām ir dienvidu polā.
“Aukstuma slazdos temperatūra ir tik zema, ka ledus ‘uzvestos’ kā klints,” sacīja Heins. “Ja tur nokļūst ūdens, tas nekur netiek miljardiem gadu.”
Atklājumu ietekme uz NASA turpmākajām misijām
Abiem pētījumiem ir ļoti svarīga ietekme uz turpmākajām Mēness misijām. NASA kā daļu no ‘Artemis’ misijas plāno izveidot Mēness bāzi. Ja tuvumā varētu atrasties bagātīgs ūdens avots, Mēness iedzīvotāji to varētu izmantot dzeršanai, kultūraugu audzēšanai, pat sadalīt to, izmantojot elektrolīzi, lai iegūtu ūdeņradi raķešu degvielai.
Bet ir nepieciešams iegūt labāku priekšstatu par to, kur ūdens varētu būt un cik daudz tā ir. Heinsa komandas darbs palīdzēs noskaidrot, kur to meklēt; Honibolas komandas darbs dos priekšstatu par to, kā to panākt. Viss, kas mums tagad vajadzīgs, ir laiks, kas pavadīts pie teleskopa.
“Mums ir piešķirtas vēl divas stundas SOFIA un mēs pieprasām papildu 72 stundas,” sacīja Honibola. “Ar vairāk novērojumiem mēs varēsim raksturot ūdens uzvedību visā Mēness virsmā un saprast tā izcelsmi, kur tas atrodas, un vai tas pārvietojas pa Mēness virsmu.”
Abi raksti ir publicēti Nature Astronomy. Tos var atrast šeit un šeit.