Новые наблюдения, проведенные группой американских астрономов, поставили под сомнение предположение о том, что на поверхности Луны может находиться большое количество водяного льда

Группа под руководством Шуай Ли из Гавайского университета в Маноа, опубликовавшая результаты своих исследований, показала, что относительно чистый лед (составляющий более 20–30% материала на поверхности) скорее всего отсутствует в постоянно затененных областях Луны.

Лед в тени

В Солнечной системе есть несколько каменистых тел с постоянно затененными участками (ПЗУ). Такие участки образуются при довольно строгих условиях: тело должно иметь небольшой наклон оси вращения, а на его полюсах должны быть глубокие кратеры, на которые никогда не попадает прямой солнечный свет. Поскольку атмосфера отсутствует, эти участки остаются очень холодными.

Даже на Меркурии, где дневная температура может превышать 400 °C, полярные шапки могут служить долгосрочными «ловушками холода» для водяного льда. Помимо Меркурия, такие отложения были обнаружены на Церере, крупнейшем объекте в поясе астероидов. Однако на Луне наличие льда до сих пор подтверждалось лишь косвенно, что позволяет предположить, что его там гораздо меньше.

В поисках лунного льда

В своем исследовании команда Ли расширила поиск, используя изображения нескольких лунных пульсаров в видимом диапазоне, полученные с помощью ShadowCam — камеры на борту лунного орбитального аппарата «Корея-Патфайндер», первой лунной миссии Южной Кореи.

Чтобы обнаружить твердый лед, исследователи сосредоточились на двух его ключевых оптических свойствах. По сравнению с лунным реголитом (рыхлой пылью и камнями, покрывающими поверхность), водяной лед сильнее отражает свет в видимом диапазоне и сильнее рассеивает его в направлении, перпендикулярном поверхности. Этот эффект можно обнаружить, направив камеру под небольшим углом и измерив, как меняется яркость поверхности в зависимости от угла обзора.

Астрономы в целом сходятся во мнении, что лунный лёд вряд ли является чистым, скорее всего, он образует смеси с реголитом в различных пропорциях. Эти смеси будут иметь разные показатели отражения и рассеяния света в зависимости от содержания льда.

Меньше, чем ожидалось

К сожалению для некоторых астрономов, результаты исследования станут ударом по гипотезам, предполагающим наличие большого количества льда в лунных полярных шапках. Чтобы его можно было надежно обнаружить с помощью методов отражения и рассеяния света, лед должен составлять не менее 20–30 % от общей массы поверхности, но даже при таком уровне содержания льда Ли и его коллеги не обнаружили четкого сигнала ни в одной из областей, наблюдаемых с помощью ShadowCam.

Если этот результат подтвердится, то можно будет с уверенностью исключить наличие большого количества приповерхностного водяного льда в постоянно затененных областях Луны.

Тем не менее полученные результаты, конечно, не означают, что льда там совсем нет. Команда исследователей отмечает, что некоторые измерения все же могут указывать на наличие смесей, содержащих менее 10% водяного льда, — на данный момент этот уровень ниже пределов обнаружения.

В будущих исследованиях Ли и его коллеги намерены более тщательно изучить эту возможность, снизив порог обнаружения до 1%. Даже если будет подтверждено наличие небольшого количества льда, эти результаты будут иметь решающее значение: они дадут представление о доступе к жизненно важным ресурсам для будущих пилотируемых миссий и, возможно, предоставят новые данные о том, как вода попала на Луну. В свою очередь, астрономы смогут получить новые сведения о малоизученной ранней истории Солнечной системы.

На изображении:

В постоянно затененных областях Луны нет признаков большого количества водяного льда.