شواهد مستقیم یخ آب در قطب ماه

پس از گذشت بیش از یک دهه از نکات مبهم اما غیرمنتظره، تحقیقات جدید، به نظر قانع کننده می رسد که تکه های یخ آب در کف بسیاری از دره‌های قسمت تاریک ماه قرار گرفته‌اند.

تلاش برای یافتن آب در ماه، یک آونگ علمی است که به طور گسترده‌ای در طول قرن‌ها تغییر کرده است. مدتها قبل ما از “دریاها” برای نشان دادن مناطق تاریک و تقریبا دایره ای ماه استفاده کردیم، آنها معتقد بودند که آنها بازتابی از اقیانوس‌های زمین هستند. تلسکوپ این تصور عجیب را تغییر داد و بعد از آن که نمونه‌های اولیه آپولو خشک و فاقد هر گونه مواد معدنی مطابق با مرطوب بودن ماه بود، این تفکر کاملا بایگانی شد. بازنگری نمونه‌های آپولو مقدار زیادی آب را در دانه‌های کوچکی از سنگ آتشفشانی نشان داد.

در حال حاضر به نظر می‌رسد که این آونگ به طور دقیق با “گزارشات تحقیقاتی” توسط شوی لی (دانشگاه هاوایی) و هفت همکار او در مجله آکادمی ملی در 20  آگوست به شدت به وجود آب در ماه اشاره دارد. آنها طیفهای نزدیک به مادون قرمز را از یک وسیله در مدارگرد هند در Chandrayaan 1 استفاده کردند تا شواهد قوی و غیرمستقیم برای رسوب یخ آب در قسمت همیشه تاریک ماه را بدست آورند.

دمای روزانه در نزدیکی قطب شمال ماه، به طرز چشمگیری سردتر از جاهای دیگر هستند، به اندازه 40 کلوین (-390 درجه فارنهایت) در برخی از دهانه‌ها می‌رسد. جاهایی که به طور دائم در سایه هستند، احتمالا رسوبات ضخیم یخ آب را در خود جا می‌دهند. NASA / Diviner team

یخ‌آب می‌تواند در داخل این دهانه‌ها باقی بماند؛ زیرا کف آنها هرگز در معرض نور مستقیم خورشید نیست، و نتیجه محور چرخش ماه است که تقریبا (در عرض ½ °) عمود بر صفحه می‌باشد. درجه حرارت در این سطوح دهانه‌های همیشه تاریک بسیار کم است و در برخی از آنها به میزان 40 کلوین (-390 درجه فارنهایت) افت می‌کند. هر اثری از بخار آب – که توسط یک دنباله‌دار ایجاد می‌شود – در این “تله‌های سرد” فرو می‌رود و در آنجا باقی می‌ماند.

مشاهدات پیشین در مورد ذخایر آب داخل این دهانه بحث می‌کردند، اما شواهد غیرمستقیم بودند. به عنوان مثال، تصاویری که به صورت هوشمندانه به دست آمده نشان می‌دهد که کف‌های سایه‌دار قطب در طول‌موج‌های اشعه ماوراء بنفش و نزدیک به مادون قرمز نسبتا روشن هستند، اما روشن بودن دلیلی بر تایید «وجود یخ» نمی‌باشد – توضیحات دیگری نیز ممکن است، داشته باشد.

ابزار موجود در مدارگرد شناسایی ماه ناسا نوترون‌ها را در یک محدوده انرژی خاص از قطب‌های ماه که باید با اتم‌های هیدروژنی و به احتمال زیاد آب، تعامل داشته باشند، شمارش کرده‌ است.

نقشه یخ در قطب جنوب ماه
نقطه‌های آبی در این نقشه نشان می‌دهد که یخ آب در کف دهانه‌های دائما تاریک در نزدیکی قطب جنوب ماه وجود دارد. دایره زرد نشان دهنده عرض جغرافیایی 85 درجه جنوبی است.
شوی لی و همکاران / PNAS

در اینجا یک ویدیو 2 دقیقه ای این روش تشخیص را دقیق‌تر توضیح می‌دهد:

کار لی و همکارانش این همه ابهامات را با نگاه کردن به سه جذب نزدیک به مادون قرمز (نزدیک به 1.3، 1.5 و 2.0 میکرون) مطرح کردند که توسط ارتعاشات در یخ آب مستقر در سطح ماه ایجاد شده‌اند. آنها با دقت نقشه‌های طیفی ساخته شده توسط Moon Mineralology Mapper یا M3 را مورد بررسی قرار دادند و بارها و بارها هر سه جذب را در پیکسل‌های نقشه پیدا کردند که به طور کلی در هر قطعه یخ قرار داشتند.

طیف یخ آب در ماه
طیف نزدیک به مادون قرمز از  De Gerlache، یک دهانه در نزدیکی قطب جنوب ماه (با علامت D نشان داده شده است)، به دلیل وجود یخ آب  سه جذب متمایز را نشان می‌دهد.
Sjuai Li و همکاران / PNAS

Li در روزنامه مطبوعاتی دانشگاه هاوایی توضیح می‌دهد: “من هیچ امیدی به دیدن یخ در هنگام شروع این پروژه نداشتم.” “هنگامی که نگاه کردم و نزدیک‌تر شدم و وقتی در اندازه‌گیری‌ها چنین ویژگی‌های طیفی معنی‌داری یافتم، شگفت زده شدم.”

او اضافه می‌کند که درک فرآیندهایی که منجر به یخ آب در ماه می‌شود سرنخ‌هایی را برای درک مبدأ آب بر روی زمین و سراسر منظومه شمسی فراهم می‌کند و البته دانستن اینکه یخ آب در قطب‌ها قرار می‌گیرد، یک فرصت بزرگ در ذهن کسانی است که مستعمراتی در ماه در آینده را طراحی می‌کنند.

منبع: https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/direct-evidence-of-water-ice-at-the-moons-poles/