Home » Сборка первой глобальной карты лунного водорода

Сборка первой глобальной карты лунного водорода

Распределение водорода на северном полюсе Луны, к полюсу от 70 градусов широты. Предоставлено: Университет Джонса Хопкинса.

Используя данные, собранные более двух десятилетий назад, ученые из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, составили первую полную карту содержания водорода на поверхности Луны. На карте идентифицированы два типа лунных материалов, содержащих усиленный водород, и подтверждаются предыдущие представления о лунном водороде и воде, в том числе выводы о том, что вода, вероятно, сыграла роль в первоначальном формировании и затвердевании магматического океана на Луне.

Дэвид Лоуренс из APL, Патрик Пепловски и Джек Уилсон вместе с Риком Элфиком из Исследовательского центра Эймса НАСА использовали орбитальные нейтрон данные миссии Lunar Prospector для построения своей карты. Зонд, запущенный НАСА в 1998 году, в течение полутора лет вращался вокруг Луны и прислал первые прямые доказательства усиленного водород на лунных полюсах, прежде чем столкнуться с лунная поверхность.

Когда звезда взрывается, она высвобождает космические лучи, или высокоэнергетические протоны и нейтроны, которые движутся в пространстве почти со скоростью света. Когда эти космические лучи вступают в контакт с поверхностью планеты или луны, они разбивают атомы, находящиеся на этих телах, отправляя в полет протоны и нейтроны. Ученые могут идентифицировать элемент и определить, где и в каком количестве он существует, изучая движение этих протонов и нейтронов.

«Представьте, что вы играете в бильярд, где биток представляет нейтроны, а бильярдные шары — водород», — объяснил Лоуренс. «Когда вы ударяете битком по бильярдному шару, биток перестает двигаться, а бильярдный шар приходит в движение, потому что оба объекта имеют одинаковую массу. Точно так же, когда нейтрон вступает в контакт с водородом, он умирает и перестает двигаться. , и водород приходит в движение. Поэтому, когда мы видим меньшее количество движущихся нейтронов, это указывает на то, что водород присутствует».

Johns Hopkins APL составляет первую глобальную карту лунного водорода

Распределение водорода на южном полюсе Луны, к полюсу от 70 градусов широты. Предоставлено: Университет Джонса Хопкинса.

Команда откалибровала данные для количественной оценки количества водорода по соответствующему уменьшению количества нейтронов, измеренному нейтронным спектрометром, одним из пяти инструментов, установленных на Lunar Prospector для составления гравитационных и композиционных карт Луны. Выводы были опубликованы в Журнал геофизических исследований: планеты.

«Мы смогли объединить данные образцов лунного грунта из миссий «Аполлон» с тем, что мы измерили из космоса, и, наконец, впервые составили полную картину лунного водорода», — продолжил Лоуренс.

Карта команды подтверждает повышенное содержание водорода в двух типах лунных материалов. Первый, на плато Аристарх, является домом для крупнейшего пирокластического месторождения Луны. Эти отложения представляют собой фрагменты горных пород, извергнутых вулканами, что подтверждает предыдущие наблюдения о том, что водород и / или вода играли роль в лунных магматических событиях. Второй – породы типа KREEP. KREEP — это аббревиатура лунной лавовой породы, обозначающая калий (K), редкоземельные элементы (REE) и фосфор (P).

«Когда Луна первоначально сформировалась, общепризнано, что это были расплавленные обломки от огромного столкновения с Землей», — сказал Лоуренс. «По мере охлаждения из расплава образовывались минералы, и считается, что KREEP является последним типом материала, который кристаллизуется и затвердевает».

Johns Hopkins APL составляет первую глобальную карту лунного водорода

Когда космические лучи далеких звезд попадают на поверхность планет или лун, они разрушают атомы, находящиеся на этих телах. Ученые изучают движение протонов и нейтронов, чтобы идентифицировать элемент и определить его количество. Предоставлено: Johns Hopkins APL/Магда Саина

Лоуренс, входивший в первоначальную команду, изучавшую первоначальные данные миссии Lunar Prospector в 1998 году, сказал, что на создание полной карты ближайшего соседа Земли потребовалось время, чтобы наращивание существующих усилий по составлению полной карты ближайшего соседа Земли.

«Завершение анализа заняло несколько лет, — сказал Лоуренс. «По мере того, как мы все разбирали, мы начали вносить поправки в данные, которые, как мы обнаружили, не были водородом. Мы вернулись и доработали предыдущие анализы, и в значительной степени мы смогли сделать это благодаря открытиям, полученным в других миссиях. постоянно наращивают предыдущие знания и вступают на новую территорию».

Эта новая карта не только завершает инвентаризацию водорода на Луне, но также может привести к количественной оценке того, сколько водорода и воды присутствовало на Луне, когда она родилась. В 2013 году исследователи APL также подтвердили наличие водяного льда на полюсах планеты Меркурий, используя данные нейтронного спектрометра на космическом корабле MESSENGER, построенном APL. Эти открытия важны не только для понимания Солнечной системы, но и для планирования будущих исследований Солнечной системы человеком.



Дополнительная информация:
Дэвид Дж. Лоуренс и др., Глобальное содержание водорода на поверхности Луны, Журнал геофизических исследований: планеты (2022). DOI: 10.1029/2022JE007197

Предоставлено Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса.

Цитата: Составление первой глобальной карты лунного водорода (20 июля 2022 г.), полученной 20 июля 2022 г. с https://phys.org/news/2022-07-global-lunar-hydrogen.html.

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Read more:  Факты, которые нужно знать о Starfield перед выпуском

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.