Как появляется вода на Луне? Аномалия в лунном грунте встревожила ученых

Ученые беспокоятся из-за таинственной аномалии в лунном грунте, которую постоянно регистрируют спутниковые наблюдения. Неясно, что вызывает это явление. Недавно мы стали свидетелями крушения станции "Луна-25", которая из-за технических неполадок совершила ошибочный маневр перед посадкой. Станция направлялась к Южному полюсу Луны, области, схожей с мерзлотой. По данным спутниковых измерений, под поверхностью лунных полярных районов находятся масштабные запасы водяного льда. Согласно планетологам, вода на Луне появляется двумя путями: она приносится кометами или образуется под воздействием солнечной радиации. До последнего времени считалось, что это происходит определенным образом.

Атом водорода состоит из одного протона и одного электрона. От Солнца к нам постоянно летят протоны, которые, по сути, являются ионами водорода, лишенными электрона. В лунном реголите содержится множество электронов и оксидов различных минералов, таких как алюминий, кремний, железо и магний. Все эти минералы содержат атомы кислорода. Фактически около 45% химического состава лунного реголита составляет кислород. Поэтому протоны, прилетевшие с Солнца, находят электроны в реголите, превращаясь в атомы водорода. Затем они объединяются и сочетаются с атомами кислорода из минералов, образуя воду.

Исследователи давно знают об этом процессе. Однако, при изучении этого явления было обнаружено что-то загадочное. Когда Луна двигается вокруг Земли, она периодически, в течение 3-5 дней, проходит через хвост ее магнитосферы, которая распространяется от Солнца, будучи "выдутой" солнечным ветром. Магнитное поле Земли почти не пропускает протоны. Таким образом, во время этого перехода воды на Луне образовываться не должно. Но по какой-то причине вода всё же формируется.

Исследователи анализировали данные, собранные индийской лунной орбитальной станцией "Чандраян-1" в течение ее активного периода работы с ноября 2008 по август 2009 года. После этого со станцией была потеряна связь из-за смещения на непредвиденную орбиту. Несмотря на это, "Чандраян-1" зафиксировала множество интересных данных. Среди прочего, было обнаружено, что даже в хвосте земной магнитосферы на Луне продолжает формироваться вода, причем с такой же интенсивностью, как и вне этой защитной области.

Эти результаты вызвали у физиков предположение о том, что они, возможно, не совсем правильно понимали процесс образования воды на Луне. Протоны, по-видимому, играют не единственную роль в этом процессе. Хотя в магнитосфере протонов меньше, там присутствует большое количество высокоэнергетических электронов. Ученые предполагают, что многие из солнечных протонов в лунном реголите присоединяются к электронам, превращаясь в атомы водорода, которые встраиваются в лунный грунт. Под воздействием электронов внутри земной магнитосферы этот водород высвобождается, взаимодействуя с другими атомами и образуя молекулы. Кроме того, магнитосферный хвост переносит на Луну и ионы кислорода с Земли. Это показывает, что, хотя солнечный ветер имеет свою роль, вклад земной атмосферы также существенен.