Avant l'ère Apollo, on pensait que la lune était sèche comme un désert en raison des températures extrêmes et de la dureté de l'environnement spatial. De nombreuses études ont depuis découvert de l'eau lunaire :de la glace dans des cratères polaires ombragés, l'eau contenue dans les roches volcaniques, et des dépôts de fer rouillé inattendus dans le sol lunaire. Malgré ces constatations, il n'y a toujours pas de véritable confirmation de l'étendue ou de l'origine des eaux de surface lunaires.

La théorie dominante est que les ions d'hydrogène chargés positivement propulsés par le vent solaire bombardent la surface lunaire et réagissent spontanément pour produire de l'eau (sous forme d'hydroxyle (OH ^- ) et moléculaire (H 2 O)). Cependant, une nouvelle étude multinationale publiée dans Lettres de revues astrophysiques propose que le vent solaire ne soit pas la seule source d'ions formant l'eau. Les chercheurs montrent que les particules de la Terre peuvent ensemencer la lune avec de l'eau, également, ce qui implique que d'autres planètes pourraient également apporter de l'eau à leurs satellites.

L'eau est beaucoup plus répandue dans l'espace que les astronomes ne le pensaient au départ, de la surface de Mars aux lunes de Jupiter et aux anneaux de Saturne, comètes, astéroïdes et Pluton; il a même été détecté dans des nuages ​​bien au-delà de notre système solaire. On supposait auparavant que l'eau était incorporée dans ces objets lors de la formation du système solaire, mais il est de plus en plus évident que l'eau dans l'espace est beaucoup plus dynamique. Bien que le vent solaire soit une source probable d'eau de surface lunaire, les modèles informatiques prédisent que jusqu'à la moitié de celle-ci devrait s'évaporer et disparaître dans les régions de haute latitude pendant les trois jours environ de la pleine lune lorsqu'elle passe dans la magnétosphère terrestre.

Étonnamment, la dernière analyse des cartes de surface hydroxyle/eau de surface par le Moon Mineralogy Mapper du satellite Chandrayaan-1 (M ³ ) a montré que l'eau de surface lunaire ne disparaît pas pendant cette période de protection de la magnétosphère. On pensait que le champ magnétique terrestre empêchait le vent solaire d'atteindre la lune, de sorte que l'eau ne pouvait pas être régénérée plus rapidement qu'elle ne se perdait. mais les chercheurs ont découvert que ce n'était pas le cas.

En comparant une série chronologique de cartes de surface d'eau auparavant, pendant et après le transit de la magnétosphère, les chercheurs soutiennent que l'eau lunaire pourrait être reconstituée par des flux d'ions magnétosphériques, également connu sous le nom de « vent de la terre ». La présence de ces ions dérivés de la Terre près de la Lune a été confirmée par le satellite Kaguya, tandis que les observations satellitaires THEMIS-ARTEMIS ont été utilisées pour profiler les caractéristiques distinctives des ions dans le vent solaire par rapport à celles du vent terrestre de la magnétosphère.

Les précédentes observations du satellite Kaguya pendant la pleine lune ont détecté de fortes concentrations d'isotopes d'oxygène qui se sont échappés de la couche d'ozone de la Terre et incrustés dans le sol lunaire, avec une abondance d'ions hydrogène dans la vaste atmosphère étendue de notre planète, connue sous le nom d'exosphère. Ces flux combinés de particules de magnétosphère sont fondamentalement différents de ceux du vent solaire. Ainsi, la dernière détection d'eau de surface dans cette étude réfute l'hypothèse du blindage et suggère plutôt que la magnétosphère elle-même crée un "pont d'eau" qui peut reconstituer la lune.

L'étude a fait appel à une équipe multidisciplinaire d'experts en cosmochimie, la physique spatiale et la géologie planétaire pour contextualiser les données. Les interprétations antérieures des eaux de surface ne tenaient pas compte des effets des ions terrestres et n'examinaient pas comment les eaux de surface évoluaient au fil du temps. Les seules cartes de surface et données de particules disponibles lors d'une pleine lune dans la magnétosphère étaient en hiver et en été 2009, et il a fallu plusieurs années pour analyser et interpréter les résultats. L'analyse a été particulièrement difficile en raison du peu d'observations, qui étaient nécessaires pour comparer les mêmes conditions de surface lunaire au fil du temps et pour contrôler la température et la composition de la surface.

À la lumière de ces constatations, les futures études du vent solaire et des vents planétaires peuvent en révéler davantage sur l'évolution de l'eau dans notre système solaire et les effets potentiels de l'activité solaire et magnétosphérique sur d'autres lunes et corps planétaires. L'élargissement de cette recherche nécessitera de nouveaux satellites équipés de spectromètres complets de cartographie hydroxyle/eau, et des capteurs de particules en orbite et sur la surface lunaire pour confirmer pleinement ce mécanisme. Ces outils peuvent aider à prédire les meilleures régions pour l'exploration future, l'exploitation minière et la colonisation éventuelle sur la lune. Pratiquement, cette recherche peut influencer la conception des missions spatiales à venir pour mieux protéger les humains et les satellites des dangers du rayonnement des particules, et également améliorer les modèles informatiques et les expériences de laboratoire sur la formation d'eau dans l'espace.