В лабораторных условиях. Солнечный ветер помог объяснить образование воды на Луне

Об этом пишет издание Interesting Engineering.

Ученые из Georgia Tech подвергли ильменит — минерал, распространенный как на Земле, так и на Луне — воздействию искусственно созданного солнечного ветра. В результате образовалось нанофазное железо — очень мелкие металлические частицы, которые часто находят в лунном грунте и считают одним из главных признаков космического выветривания.

Ранее ученые знали, что поверхность Луны меняют как удары микрометеоритов, так и солнечный ветер. Однако было непонятно, какой из этих процессов имеет большее влияние. Новые результаты показали, что один только солнечный ветер способен создавать некоторые микроскопические структуры, которые наблюдаются в настоящих лунных образцах.

Исследование провели аспирант-физик Рошан Триведи и недавний выпускник докторантуры Адвик Вера в рамках Центра исследования лунной среды и летучих веществ (CLEVER), который работает при поддержке NASA и связан с целями программы Artemis.

С помощью вакуумной камеры, имитирующей условия солнечного ветра, исследователи обработали образцы ильменита заряженными частицами, а затем изучили их с помощью высокоточной электронной микроскопии.

Эксперимент позволил воссоздать последствия тысячелетнего воздействия солнечного ветра в контролируемых лабораторных условиях.

На поверхности минерала ученые зафиксировали образование нанофазного железа и характерных ободков, похожих на те, что возникают на Луне в результате космического выветривания.

По словам Триведи, подобные эксперименты с облучением проводят уже много лет, но раньше результаты не удавалось исследовать с такой детализацией.

Ученые считают, что возможность воспроизводить такие процессы в лаборатории поможет лучше понять, как различные участки Луны менялись со временем, а также точнее анализировать данные орбитальных наблюдений.

Исследование также может помочь ответить на один из ключевых вопросов лунной науки — как на Луне образуется вода.

Во время экспериментов исследователи обнаружили, что солнечный ветер создает в структуре минерала мелкие полости. Именно в них водород, принесенный солнечным ветром, потенциально может взаимодействовать с кислородом, который содержится в лунных минералах.

Профессор физики Филлип Ферст объяснил, что вода могла бы стать важным ресурсом для людей, которые будут работать на Луне, но ученых прежде всего интересует вопрос ее происхождения. По его словам, солнечный ветер является одним из возможных механизмов, ведь его протоны поставляют водород для молекул воды, тогда как кислород уже присутствует в лунных породах.

Исследователи отмечают, что возможность моделировать различные периоды воздействия солнечного ветра поможет будущим работам подробнее изучить связь между лунными минералами, солнечным ветром и образованием воды.

Адвик Вера добавил, что полученные в лаборатории результаты оказались очень похожими на реальные лунные образцы.