• Home
  • Chimie
  • Astronomie
  • Énergie
  • La nature
  • Biologie
  • Physique
  • Électronique
  •  science >> Science >  >> Astronomie
    Des météorites éjectent de l'eau précieuse de la lune

    Concept d'artiste du vaisseau spatial LADEE (à gauche) détectant la vapeur d'eau provenant d'impacts de météorites sur la Lune (à droite). Crédit :NASA/Goddard/Laboratoire d'images conceptuelles

    Des chercheurs de la NASA et du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins à Laurel, Maryland, rapportent que des flux de météorites frappant la Lune infusent la mince atmosphère lunaire avec une vapeur d'eau de courte durée.

    Les résultats aideront les scientifiques à comprendre l'histoire de l'eau lunaire, une ressource potentielle pour soutenir les opérations à long terme sur la Lune et l'exploration humaine de l'espace lointain. Les modèles avaient prédit que les impacts de météorites pourraient libérer de l'eau de la Lune sous forme de vapeur, mais les scientifiques n'avaient pas encore observé le phénomène.

    Maintenant, l'équipe a trouvé des dizaines de ces événements dans les données collectées par Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer de la NASA. LADEE était une mission robotique en orbite autour de la Lune pour recueillir des informations détaillées sur la structure et la composition de la fine atmosphère lunaire, et déterminer si de la poussière est projetée dans le ciel lunaire.

    "Nous avons retracé la plupart de ces événements à des flux de météoroïdes connus, mais la partie vraiment surprenante est que nous avons également trouvé des preuves de quatre flux de météoroïdes qui n'avaient pas été découverts auparavant, " a déclaré Mehdi Benna du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et l'Université du Maryland dans le comté de Baltimore. Benna est l'auteur principal de l'étude, Publié dans Géosciences de la nature .

    Les flux de météorites nouvellement identifiés, observé par le LADEE, a eu lieu le 9 janvier 2 Avril, 5 et 9 avril 2014.

    Il y a des preuves que la Lune a de l'eau (H2O) et de l'hydroxyle (OH), un parent plus réactif de H2O. Mais les débats continuent sur les origines de l'eau, si elle est largement distribuée et quelle quantité pourrait être présente.

    Les scientifiques ont découvert que de l'eau est libérée de la lune pendant les pluies de météores. Lorsqu'un grain de débris cométaire frappe la lune, il se vaporise à l'impact, créant une onde de choc dans le sol lunaire. Pour un impacteur suffisamment grand, cette onde de choc peut percer la couche supérieure sèche du sol et libérer des molécules d'eau de la couche hydratée en dessous. Le vaisseau spatial LADEE détecte ces molécules d'eau lorsqu'elles pénètrent dans l'atmosphère lunaire ténue. Cette découverte fournit une ressource potentielle pour l'exploration future, et cela améliore notre compréhension du passé géologique de la lune et de son évolution continue. Crédit :NASA/Goddard/Dan Gallagher

    "La Lune n'a pas de quantités significatives de H2O ou OH dans son atmosphère la plupart du temps, " a déclaré Richard Elphic, le scientifique du projet LADEE au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie. "Mais quand la Lune a traversé l'un de ces flux de météorites, suffisamment de vapeur a été éjectée pour que nous puissions le détecter. Puis, à la fin de l'événement, le H2O ou OH est parti."

    Les scientifiques lunaires utilisent souvent le terme « eau » pour désigner à la fois H2O et OH. Déterminer combien de H2O et combien d'OH sont présents est quelque chose que les futures missions de la Lune pourraient aborder.

    LADEE, qui a été construit et géré par le centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie, détecté la vapeur à l'aide de son spectromètre de masse neutre, un instrument construit par Goddard. La mission a tourné autour de la Lune d'octobre 2013 à avril 2014 et a recueilli des informations détaillées sur la structure et la composition de l'atmosphère lunaire, ou plus correctement, l'« exosphère - une faible enveloppe de gaz autour de la Lune.

    Pour libérer de l'eau, les météorites devaient pénétrer à au moins 3 pouces (8 centimètres) sous la surface. Sous cette couche supérieure sèche se trouve une fine couche de transition, puis une couche hydratée, où les molécules d'eau collent probablement aux morceaux de sol et de roche, appelé régolithe.

    A partir des mesures de l'eau dans l'exosphère, les chercheurs ont calculé que la couche hydratée a une concentration en eau d'environ 200 à 500 parties par million, ou environ 0,02 à 0,05 pour cent en poids. Cette concentration est beaucoup plus sèche que le sol terrestre le plus sec, et est conforme aux études antérieures. Il est si sec qu'il faudrait traiter plus d'une tonne métrique de régolithe pour collecter 16 onces d'eau.

    Parce que le matériau sur la surface lunaire est duveteux, même un météoroïde d'une fraction de pouce (5 millimètres) de diamètre peut pénétrer suffisamment loin pour libérer une bouffée de vapeur. A chaque impact, une petite onde de choc se déploie et éjecte de l'eau de la zone environnante.

    Cette infographie montre le cycle de l'eau lunaire sur la base des nouvelles observations du spectromètre de masse neutre à bord du vaisseau spatial LADEE. A la surface lunaire, une couche sèche recouvre une couche hydratée. L'eau est libérée par les ondes de choc des impacts de météorites. L'eau libérée s'échappe dans l'espace ou se redépose ailleurs sur la Lune. Une partie de l'eau est créée par des réactions chimiques entre le vent solaire et la surface ou livrée à la Lune par les météorites elles-mêmes. Cependant, afin de soutenir la perte d'eau due aux impacts de météorites, la couche hydratée doit être reconstituée à partir d'un ancien réservoir d'eau plus profond. Crédit :NASA Goddard/Mehdi Benna/Jay Friedlander

    Quand un flot de météorites pleut sur la surface lunaire, l'eau libérée entrera dans l'exosphère et s'y répandra. Environ les deux tiers de cette vapeur s'échappent dans l'espace, mais environ un tiers atterrit à la surface de la Lune.

    Ces découvertes pourraient aider à expliquer les dépôts de glace dans les pièges froids dans les parties sombres des cratères près des pôles. La plupart de l'eau connue sur la Lune se trouve dans des pièges froids, où les températures sont si basses que la vapeur d'eau et d'autres substances volatiles qui rencontrent la surface resteront stables pendant très longtemps, peut-être jusqu'à plusieurs milliards d'années. Les impacts de météorites peuvent transporter de l'eau à la fois dans et hors des pièges froids.

    L'équipe a exclu la possibilité que toute l'eau détectée provienne des météorites elles-mêmes.

    "Nous savons qu'une partie de l'eau doit venir de la Lune, parce que la masse d'eau libérée est supérieure à la masse d'eau contenue dans les météorites entrantes, " a déclaré le deuxième auteur de l'article, Dana Hurley du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins.

    L'analyse indique que les impacts de météorites libèrent de l'eau plus rapidement qu'elle ne peut être produite à partir de réactions qui se produisent lorsque le vent solaire frappe la surface lunaire.

    "L'eau qui se perd est probablement ancienne, soit remontant à la formation de la Lune, soit déposé au début de son histoire, " dit Benna.

    La NASA dirige un retour durable sur la Lune avec des partenaires commerciaux et internationaux pour étendre la présence humaine dans l'espace et ramener de nouvelles connaissances et opportunités.


    © Science https://fr.scienceaq.com