یافتن آب، در ماه بی آب یکی از قابل توجه‌ترین اکتشافات دوران پس از آپولو است. نقشه‌برداری ماهواره‌ای، یخ را در دهانه‌های سایه‌دار دائمی در قطب‌های ماه و در سال‌های اخیر در «کلاویوس» (Clavius) دهانه‌ای برجسته در سمت نزدیک قمر زمین که هر ماه، دو هفته آفتاب بر آن می‌تابد، نشان داده است.
دنباله‌دارها و شهاب‌سنگ‌ها احتمالا آبی را که در نهایت به یخ منجمد تبدیل شده‌اند به ماه رسانده‌اند، اگرچه گدازه‌های غنی از آب که در گذشته‌ی دور ماه فوران کرده‌اند هم ممکن است در این موضوع نقش داشته باشند.
در بازگردانی نمونه‌های ماه از مأموریت آپولو به زمین، دانشمندان آب را در آن‌ها یافتند. در سال ۲۰۱۹، مأموریت «کاوشگر جو و محیط غبار ماه» (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) یا «لادی» (LADEE) ناسا کشف کرد که جریان ثابت ریزشهاب‌سنگ‌ها (سنگ‌های فضایی کوچک) که ماه را بمباران می‌کنند، جوی نازک و موقتی از بخار آب ایجاد می‌کنند.
هنگامی که ذرات حداقل به قطر ۳ اینچ (۸ سانتی متر) به سطح نفوذ می‌کنند، شوک ضربه مولکول‌های آب متصل به مواد معدنی در خاک عمیق‌تر را که در معرض نور مستقیم خورشید قرار نمی‌گیرند، آزاد می‌کند.
در نظر داشته باشید وجود آب در ماه به معنای خیس بودن آن نیست اما آن مکان خشکی هم که زمانی فکر می‌کردیم، نیست. برای مقایسه، خشک‌ترین بخش صحرای بزرگ آفریقا ۱۰۰ برابر بیشتر از ماه مواد مرطوب دارد. بدین ترتیب برای پر کردن بطری آب نیم لیتنری خود باید حدود یک تن خاک ماه را غربال کنید.
هنگامی که پروتون‌های باد خورشیدی به سطح ماه برخورد می‌کنند و با اتم‌های اکسیژن موجود در مواد معدنی پیوند می‌دهند و H2O را می‌سازند، خورشید به تقطیر آب ماه کمک می‌کند.
پروتون‌ها اساسا اتم‌های هیدروژنی هستند که یک الکترون از دست داده‌اند. آن‌ها H در H2O هستند. باد خورشیدی همچنین گهگاه با میدان مغناطیسی زمین مرتبط می‌شود و انبوهی از پروتون‌ها و الکترون‌ها را روانه‌ی سیاره‌ی ما می‌کند که منجر به تشکیل شفق قطبی می‌شود.
مطالعه ای که در ۱ فوریه ۲۰۲۱ در نشریه‌ی «استروفیزیکال ژورنال» (Astrophysical Letters) منتشر شد، نشان داد که زمین هم ممکن است نقشی کلیدی در ایجاد آب در ماه داشته باشد.
مانند باد ذرات باردار خورشید، زمین هم باد مخصوص به خود را دارد که از هیدروژن، هلیوم، اکسیژن و نیتروژن یونیزه شده تشکیل شده است. «یونیزه» به این معنی است که اتم‌ها یک الکترون از دست داده‌اند و یک بار مثبت حمل می‌کنند.
برخی از اتم‌ها و مولکول‌های یونیزه شده در اتمسفر قطبی سیاره که در اثر فعل و انفعالات با باد خورشیدی انرژی می‌گیرند، به فضا پرتاب می‌شوند و در آن‌جا توسط میدان مغناطیسی زمین، که بیشتر به عنوان «مغناطیس‌سپهر» (Magnetosphere) یا «مگنتوسفر» شناخته می‌شود، به دام می‌افتند.
در بیشتر مواقع ماه از مغناطیس‌سپهر دور می‌شود، مغناطیس‌سپهر که مانند بادگیر از خورشید دور می‌شود، اما برای ۳ تا ۵ روز در هر ماه، در زمان ماه کامل از آن عبور می‌کند.
بدین ترتیب مگنتوسفر باد خورشیدی را منحرف و از تولید آب شیرین در سطح ماه توسط پروتون‌های خورشید جلوگیری می‌کند. با قطع منبع تغذیه‌ی ماه، اخترشناسان تصور می‌کردند که آب ماه که در اثر بمباران خورشیدی تشکیل شده است، به سرعت به فضا می‌ریزد و ماه از پناهگاه مغناطیسی موقت خود کاملا خشک شده بیرون می‌آید.
اما در حقیقت چنین نیست! پژوهشگران چینی با استفاده از داده‌های فضاپیمای «چاندرایان-۱» (Chandrayaan-1) هند که نقشه‌برداری آب در مناطق قطبی ماه را انجام می‌داد، به کشف شگفت‌انگیزی دست یافتند. هر بار که ماه از مگنتوسفر خارج می‌شد، سطح آب تقریبا یکسان بود. چیزی باید پروتون‌ها را به سمت ماهواره پرتاب می‌کرد تا آب را حفظ کند. باد قطبی زمین عامل این کار به نظر می‌رسید.
شواهد اضافی از مدارگرد ماه «کاگویا» (Kaguya) ژاپن که در اوایل دهه‌ی ۲۰۰۰ فعال بود، به‌دست آمد که هر بار که ماه در سایه‌ی دم مغناطیسی زمین پنهان می‌شد، تعداد زیادی اتم اکسیژن با بار مثبت را در ماه شناسایی می‌کرد.
علاوه بر هیدروژن، اکسیژن هم ممکن است در ایجاد آب در ماه نقش داشته باشد. این بسیار شگفت‌انگیز است که فکر کنیم نسیم‌های یونی برخاسته از زمین ممکن است به پوشاندن سطح ماه با آب حیات‌بخش کمک کند که به‌طور بالقوه برای فضانوردان آینده مفید خواهد بود.
همچنین ذرات حمل شده از قطب‌های زمین توسط مغناطیس‌کره‌ی سیاره ما می‌توانند با سنگ‌های ماه برهم‌کنش داشته باشند تا مقادیر کمی آب در ماه ایجاد کنند.
نگاره‌ی رویه: ماه در دنباله‌ی مغناطیسی زمین
اعتبار: E. Masongsong/ UCLA/ EPSS/ NASA/ GSFC/ SVS/ Duluth News Tribune.
منبع: Earth Sky
مقالات دیگر
آیا ناسا قصد ساخت یک هتل در ایستگاه فضایی دارد؟
چرا مزارع انرژی خورشیدی باعث مرگ پرندگان می‌شوند؟
