Ученые не нашли на Луне поверхностный лед там, где ожидали — в кратерах вечной тьмы. Если он и есть там — то в низких концентрациях или в виде небольших изолированных вкраплений.
Новое исследование дает наиболее детальное на сегодня представление о лунных постоянно затененных областях (PSR) — регионах, куда никогда не попадают прямые солнечные лучи. Оно опирается на почти десятилетие научных открытий, сделанных под руководством планетолога Шуая Ли из Гавайского университета Маноа. Именно он 2018 году первым получил прямое доказательство существования поверхностного льда, проанализировав данные индийской миссии «Чандраян-1».
Сверхчувствительный прибор
В новой работе команда использованы данные камеры ShadowCam на борту корейского лунного орбитального аппарата «Данури». Этот сверхчувствительный инструмент предназначен специально для съемки самых темных уголков нашего спутника — он улавливает солнечный свет, отраженный от близлежащих склонов кратеров. Результаты опубликованы в Science Advances.
Они, прямо скажем, неутешительные: в большинстве PSR нет признаков поверхностного льда в концентрациях выше порога чувствительности ShadowCam (20–30% по массе).
Это несколько обескуражило исследователей, ведь в таких же PSR в полярных областях Меркурия и Цереры обнаружены значительные залежи почти чистого льда, а лунные полюса куда холоднее.
Ли полагает, что причина в путях возникновения воды на небесных телах. Астероиды и кометы приносят ее на Луну и Меркурий примерно одинаково, но на ближайшей планете намного сильнее солнечный ветер и горячая поверхность способствует образованию воды из него.
В то же время космическое выветривание под действием солнечного ветра, дегазация из-за вулканической активности и перемешивание слоев породы при ударах на Луне могут более эффективно уничтожать поверхностный лед или засыпать его реголитом.
В своем исследовании авторы впервые воспользовались особыми оптическими свойствами льда. «Водяной лед не просто делает поверхность ярче, — объясняет Ли. — Он по-особому рассеивает свет. Применив стереосъемку, то есть наблюдая за затененными кратерами с разных ракурсов, мы впервые смогли уловить характерное рассеяние».
Надежда есть
На снимках высокого разрешения команда обнаружила несколько небольших участков размером примерно от 20 до 50 метров, которые одновременно демонстрируют и высокую отражающую способность, и уникальное прямое рассеяние света. Эти признаки соответствуют содержанию льда более 10% по массе, что ниже порога обнаружения по яркости, но различимо благодаря анализу рассеяния. Но это может быть и не лед, а например, свежие обнажения светлых пород (правда, они не объясняют эффект прямого рассеяния).
«Я думал, мы найдем больше ярких, богатых льдом областей, поэтому их малое число стало для меня небольшим сюрпризом. А вот сам сигнал прямого рассеяния был настоящей и волнующей неожиданностью, ведь для него потребовалась стереосъемка, которая стала возможна только в расширенной миссии», — заключил планетолог.
Планетологи выяснили, как и где на Луне накапливалась вода миллиарды лет
Эксперимент доказал, что воду на Луне делает Солнце, а не кометы
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX