یافته شگفت‌انگیز ناسا؛ باد خورشیدی عامل شکل‌گیری آب روی ماه است

براساس آزمایش جدیدی به رهبری ناسا، بادهای مداوم ذرات خورشید ممکن است در شکل‌گیری مولکول‌های آب روی ماه نقش داشته باشند.

دانشمندان از طریق چند مأموریت فضایی، آثاری از مولکول‌های آب به همراه مولکول‌های هیدروکسیل (ترکیبی از آب) را روی سطح ماه شناسایی کردند. اما منبع این آب مدت‌ها یک معما بوده است، اگرچه برخی نظریه‌ها فعالیت آتشفشانی، گازهای خارج‌شده از اعماق خاک ماه (ترکیب سنگ و گرد و غبار روی سطح ماه) و بمباران توسط ریزشهاب‌سنگ‌ها را علت آن می‌دانند.

اکنون آزمایش جدید ناسا که ماه گذشته در نشریه JGR Planets توصیف شد، ایده‌ای متفاوت را آزمایش می‌کند: باد خورشیدی عامل شکل‌گیری مولکول‌های آب روی ماه است.

باد خورشیدی طوفان مداومی از ذرات باردار است که با سرعت بیش از ۱٫۶ کیلومتر در ثانیه از خورشید در فضا منتشر می‌شود. این باد همه چیز در اطراف خورشید از جمله زمین را بمباران می‌کند و زمانی که با مولکول‌های جو ما برخورد می‌کند، باعث شکل‌گیری شفق‌های قطبی رنگارنگی می‌شود. میدان مغناطیسی زمین از ما در برابر این وضعیت آب و هوایی محافظت می‌کند؛ اما ماه به دلیل میدان مغناطیسی ضعیف و پراکنده‌اش، قدرت محافظت کمتری دارد.

آب از اتم‌های هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است. سنگ‌ها و گرد و غباری که سطح ماه را تشکیل می‌دهند، مقدار زیادی اکسیژن دارند، اما هیدروژن زیادی ندارند. باد خورشیدی عمدتاً از پروتون‌ها تشکیل شده است که اتم‌های هیدروژنی هستند که الکترون‌های خود را از دست داده‌اند. بدون میدان مغناطیسی قوی برای محافظت از آن، باد خورشیدی هر روز به سطح ماه برخورد می‌کند و آن را با پروتون‌هایی که الکترون‌ها را از خاک ماه می‌ربایند، آغشته می‌کند تا هیدروژنی را که برای ساخت آب نیاز است، ایجاد کند.

بر اساس اطلاعات ناسا، آبی که در ماه شناسایی شده الگوی جالبی دارد؛ این آب در یک چرخه روزانه تغییر می‌کند. مناطقی که توسط خورشید گرم می‌شوند، آب را به صورت بخار آزاد می‌کنند، در حالی که مناطق سردتر آن را حفظ می‌کنند. اگر منبع آب چیزی مانند برخورد ریزشهاب‌سنگ‌ها بود، ممکن بود انتظار داشته باشیم که آب در نواحی گرم کاهش یابد تا زمانی که برخوردهای بیشتری رخ دهد. با‌این حال، مقادیر آب شناسایی شده هر روز به همان سطح باز می‌گردند، حتی در حالی که مقداری از آن در فضا از دست می‌رود. این موضوع احتمال اینکه باد خورشیدی در این فرآیند دخیل باشد، بیشتر می‌کند.

پژوهشگرها برای آزمایش نظریه‌ی خود، برخورد باد خورشیدی با ماه را با استفاده از نمونه‌هایی از رگولیت ماه که توسط فضانوردان آپولو ۱۷ در سال ۱۹۷۲ جمع‌آوری شده بود، شبیه‌سازی کردند. آن‌ها یک شتاب‌دهنده ذرات کوچک در خلا ساختند تا باد خورشیدی ساختگی را به مدت چندین روز به نمونه‌ها شلیک کنند و اثرات برخورد واقعی باد خورشیدی با ماه در طول ۸۰ هزار سال را شبیه‌سازی کنند. سپس اندازه‌گیری کردند که چگونه ترکیب شیمیایی نمونه تغییر کرده است و شواهدی از آب را مشاهده کردند که پیش از آن وجود نداشت.

لی شیا یو، نویسنده اصلی پژوهش و دانشمند سیاره‌ای در مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا در بیانیه‌ای گفت: «نکته‌ی هیجان‌انگیز در اینجا این است که فقط با استفاده از خاک ماه و یک ماده پایه از خورشید که همیشه هیدروژن پرتاب می‌کند، امکان تولید آب وجود دارد.»

به گفته‌ی پژوهشگرها، درک چگونگی شکل‌گیری آب در ماه برای مأموریت‌های فضانوردی آینده اهمیت دارد. برای مثال، آب یخ‌زده‌ی ذخیره‌شده در قطب جنوبی ماه می‌تواند منبع مهمی برای ساکنان آتی این دنیا باشد.

نتایج مطالعه همچنین دانش تازه‌ای درباره‌ی برهم‌کنش باد خورشیدی فراتر از ماه ارائه می‌دهد. دیگر اجرام آسمانی نیز که جو یا میدان مغناطیسی زیادی ندارند، توسط باد خورشیدی بمباران می‌شوند؛ بنابراین بررسی چگونگی تغییر این محیط‌ها می‌تواند به ما کمک کند تا فرآیندهای شیمیایی آسمانی را که آب تولید می‌کنند یا آن را از بین می‌برند، درک کنیم.