Amikor először álltak a Holdra, az Apollo 11 űrhajósok képet festettek a tájról, mint egy csontszáraz sivatagból. Vitattak már arról, hogy honnan származik a víz, de két kutató a franciaországi Párizsban a Nemzeti Természettudományi Múzeummal megállapította, hogy a Hold felszínén lévő talajban lévő víz nagy részét protonok képezték a napszélben, amely ütközik az oxigénnel a holdporban, nem üstökös vagy meteorit hatásaival szemben.
Az első utalás arra, hogy víz volt a Holdon, akkor érkezett, amikor az indiai Chandrayaan-1 vízre mutatott tippeket a Hold felszínén, amikor visszavert napfény mélyedését mérte, amelyet csak a víz és a hidroxil, azaz egy hidrogénatomot tartalmazó molekula abszorbeált hullámhosszán mértek. és egy atom oxigén.
A kép tisztázása érdekében a NASA tudósai két űrszondájukkal gyűjtött adatokhoz fordultak: a Cassini-szonda, amely 1999-ben felkeltette a holdot a Szaturnusz felé vezető úton, és a NASA Deep Impact űrhajója, amely 2009. júniusában repült a hold fölött. A Hartley 2 üstököskel való találkozáshoz vezető út mindkét űrhajó megerősítette a víz és a hidroxil, a molekulák bizonyítékait, amelyek valószínűleg mindkettő jelen vannak a Holdon.
Három valószínű magyarázat volt arra, hogy az a víz hogyan jutott oda. A üstökösök és a meteoritok két lehetőség voltak, míg mások úgy gondolták, hogy ezt a napszél okozhatja. Az utóbbi esetben a vizet olyan plazmafolyások képezték, amelyek a Nap felső atmoszférájából származnak, és nagy energiájú protonokat a hold felszínére zúznak. A naprendszeren kívüli kozmikus sugarak ionokat is bejuthatnak a holdkövekbe, kémiai változásokat okozva, amelyek vizet teremtenek.
A víz legvalószínűbb forrásának megismerése érdekében Alice Stephant és Francois Robert megmérte a hidrogén és a deutérium arányát az Apollo 16 és az Apollo 17 missziókból származó talajmintákban. A mintákat egyfajta tömegspektrométeren futtatta, amely nemcsak azt észlelte, hogy mely izotópok vannak jelen, hanem hogy milyen mélyen vannak a felszíni mintában.
A holdi talajminta apró szemcséinek tanulmányozása során azt találták, hogy a talajban lévő szilikátok oxigénszintjének csökkentése a napszél protonjaival szinte biztosan az a módszer, amellyel a víz képződött. Erre a következtetésre jutottak azáltal, hogy meghatározták a minták lítium-izotóp-arányát, amelyek megadták a hidrogén izotóp-arányát. Ebből ki tudták számítani a deutérium-hidrogén arányt, amelyet összehasonlítottak a granulátum mintában lévő tényleges vízmennyiséggel.
Mivel a deutérium általában nagyobb a naptól távolabb, minden lehetséges holdforrásnak eltérő arányt kell adnia. A üstökösök és a meteoritok megkülönböztethető arányban vannak, míg a napszél vagy a kozmikus sugarak protonjai eltérő arányban lennének.
Azt találták, hogy a szemcsék átlagosan mindössze 15 százalékot tartalmaztak vizet valahol másutt (feltehetően üstökösök vagy meteoritok), a maradékot a napszél kölcsönhatása miatt képződött. Megjegyzik továbbá, hogy egyes minták esetében az összes víz a napszél kölcsönhatásából származott.
"Megerősítjük ezt az eredményt" - mondta Stephant. "A vízben gazdag meteoritok és üstökösök nem hoznak jelentős mennyiségű vizet a hold felszínére."
Alberto Saal a Rhode Island-i Providence-i Brown Egyetemen elégedett az eredménnyel. "Úgy gondolom, hogy valószínűleg helyes az az elképzelés, miszerint a hold felszínén a legtöbb víz a napszél beültetéséből származik" - mondja.
A A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai, Alice Stephant és François Robert ismerteti tanulmányukat és az általuk talált eredményeket. Gyorsan rámutattak arra is, hogy következtetéseik csak a hold felszínén található vízre vonatkoznak - míg a felszín alatti víz eredete még mindig értelmezhető.
További olvasmány: PNAS
