พื้นผิวดวงจันทร์

หลักฐานใหม่มาจากการวิเคราะห์ที่รวมอุณหภูมิพื้นผิวเข้ากับข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณแสงที่สะท้อนจากพื้นผิวดวงจันทร์ เอลิซาเบธ ฟิชเชอร์ หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า "เราพบว่าบริเวณที่เย็นที่สุดใกล้กับขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์ก็เป็นที่ที่สว่างที่สุดเช่นกัน สว่างกว่าที่เราคาดไว้จากดินเพียงอย่างเดียว และนั่นอาจบ่งชี้ว่ามีน้ำแข็งเกาะอยู่บนพื้นผิว" เผยแพร่ในอิคารัส Fisher ทำการวิเคราะห์ข้อมูลในขณะที่ทำวิจัยที่มหาวิทยาลัย Hawai'i ที่ Manoa หลังจากได้รับปริญญาตรี ตอนนี้เธอเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่มหาวิทยาลัยบราวน์ ก้อนน้ำแข็งมีลักษณะเป็นหย่อมๆ และบาง และเป็นไปได้ว่าพวกมันจะปะปนอยู่กับชั้นผิวของดิน ฝุ่น และหินก้อนเล็กๆ ที่เรียกว่าเรโกลิธ นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาไม่เห็นน้ำแข็งที่แผ่กว้างคล้ายกับบ่อน้ำที่กลายเป็นน้ำแข็งหรือลานสเก็ต พวกเขาเห็นสัญญาณของพื้นผิวน้ำแข็งแทน พบน้ำค้างแข็งในกับดักเย็นใกล้กับขั้วใต้ของดวงจันทร์ กับดักความเย็นเป็นพื้นที่มืดอย่างถาวร ซึ่งอยู่บนพื้นปล่องภูเขาไฟลึกหรือตามผนังปล่องภูเขาไฟที่ไม่ได้รับแสงแดดโดยตรง โดยอุณหภูมิยังคงต่ำกว่า -260 องศาฟาเรนไฮต์ (ลบ 163 องศาเซลเซียส) ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ น้ำแข็งของน้ำสามารถคงอยู่ได้นานหลายล้านหรือหลายพันล้านปี กว่าครึ่งศตวรรษที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์เสนอว่ากับดักเย็นบนดวงจันทร์สามารถกักเก็บน้ำแข็งไว้ได้ แต่การยืนยันว่าสมมติฐานดังกล่าวกลายเป็นเรื่องท้าทาย การสังเกตการณ์โดยยานอวกาศ Lunar Prospector ของ NASA ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 ระบุบริเวณที่อุดมด้วยไฮโดรเจนใกล้กับขั้วของดวงจันทร์ แต่ไม่สามารถระบุได้ว่าไฮโดรเจนนั้นเกาะอยู่ในน้ำหรืออยู่ในรูปแบบอื่น การทำความเข้าใจธรรมชาติของสิ่งสะสมเหล่านี้เป็นหนึ่งในเป้าหมายการขับเคลื่อนของ LRO ซึ่งโคจรรอบดวงจันทร์มาตั้งแต่ปี 2552 ฟิชเชอร์และเพื่อนร่วมงานของเธอพบหลักฐานของน้ำแข็งบนดวงจันทร์โดยการเปรียบเทียบการอ่านอุณหภูมิจากเครื่องมือ Diviner ของ LRO กับการวัดความสว่างจาก Lunar Orbiter Laser Altimeter หรือ LOLA ของยานอวกาศ ในการเปรียบเทียบเหล่านี้ บริเวณที่เย็นที่สุดใกล้กับขั้วโลกใต้ก็มีความสว่างมากเช่นกัน ซึ่งบ่งชี้ว่ามีน้ำแข็งหรือวัสดุสะท้อนแสงสูงอื่นๆ นักวิจัยมองไปที่อุณหภูมิพื้นผิวสูงสุด พื้นผิวดวงจันทร์ เนื่องจากน้ำแข็งจะไม่คงอยู่หากอุณหภูมิคืบคลานเหนือเกณฑ์ที่สำคัญ การค้นพบนี้สอดคล้องกับการวิเคราะห์ข้อมูล LRO ของทีมอื่นที่รายงานในปี 2558 การศึกษานั้นเปรียบเทียบอุณหภูมิสูงสุดกับรังสีอัลตราไวโอเลตหรือ UV ข้อมูลจาก Lyman-Alpha Mapping Project หรือ LAMP ทั้ง LOLA และ LAMP สามารถวัดความสว่างของพื้นผิวโดยไม่มีแสงแดดได้ LOLA ทำเช่นนั้นโดยการวัดแสงเลเซอร์ที่สะท้อน และ LAMP โดยการวัดแสงดาวที่สะท้อนและแสง UV skyglow ของไฮโดรเจน "การค้นพบนี้แสดงให้เห็นอีกครั้งถึงคุณค่าของการศึกษาดวงจันทร์จากวงโคจรในระยะยาว" จอห์น เคลเลอร์ นักวิทยาศาสตร์โครงการ LRO จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA ในเมืองกรีนเบลต์ รัฐแมริแลนด์กล่าว "งานทั้งหมดนี้เริ่มต้นด้วยชุดข้อมูลที่ครอบคลุมซึ่งประกอบด้วยการวัดค่าอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายปี" การศึกษาทั้งสองร่วมกันช่วยเสริมกรณีที่มีน้ำค้างแข็งในกับดักเย็นใกล้ขั้วใต้ของดวงจันทร์ อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ นักวิจัยยังไม่เห็นสัญญาณเดียวกันนี้ใกล้กับขั้วเหนือของดวงจันทร์ Matt Siegler นักวิจัยจากสถาบัน Planetary Science Institute ในเมืองดัลลัส รัฐเท็กซัส กล่าวว่า "สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับดวงจันทร์มาโดยตลอดก็คือ เราคาดว่าจะพบน้ำแข็งได้ทุกที่ที่มีอุณหภูมิเย็นพอสำหรับน้ำแข็ง แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่เราเห็น" และผู้เขียนร่วมในการศึกษา น้ำแข็งน้ำและตะกอนอื่นๆ ยังถูกระบุในกับดักความเย็นใกล้กับขั้วโลกเหนือบนดาวพุธ แม้ว่าดาวพุธจะเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด แต่ดูเหมือนว่าดาวพุธจะมีน้ำแข็งมากกว่าดวงจันทร์ถึง 400 เท่า จากการประมาณการของซีกเลอร์ นักวิทยาศาสตร์ยังคงค้นหาว่าสถานการณ์ใด "ปกติกว่า" คำถามที่น่าสนใจอีกอย่างคือน้ำแข็งบนดวงจันทร์มีอายุเท่าไร หากน้ำถูกส่งโดยดาวหางน้ำแข็งหรือดาวเคราะห์น้อย มันอาจจะเก่าแก่พอๆ กับระบบสุริยะ และอาจเป็นเครื่องหมายของการส่งน้ำมายังโลกและดวงจันทร์ในยุคแรกเริ่ม แต่ถ้าน้ำถูกผลิตขึ้นโดยปฏิกิริยาทางเคมีที่ขับเคลื่อนโดยลมสุริยะ มันก็จะเกิดขึ้นเร็วกว่านี้มาก หรืออาจจะจริงทั้งคู่ก็ได้ อาจมีน้ำแข็งเก่าฝังอยู่ใต้พื้นดินและมีน้ำใหม่กว่าที่พื้นผิว ไม่ว่าในกรณีใด Siegler กล่าวว่า มีหลักฐานเพียงพอที่จะโต้แย้งการสอบสวนต่อไป น้ำแข็งบนดวงจันทร์ไม่เพียงให้ทรัพยากรสำหรับการสำรวจเท่านั้น มันยังอาจช่วยให้เราเข้าใจต้นกำเนิดของน้ำในโลกด้วย