Ερευνητές του Georgia Tech αναδημιούργησαν τις επιδράσεις του ηλιακού ανέμου στα σεληνιακά ορυκτά σε ένα εργαστηριακό πείραμα, παρέχοντας νέα στοιχεία ότι η συνεχής ροή φορτισμένων σωματιδίων από τον ήλιο παίζει σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση της επιφάνειας της σελήνης.
O ηλιακός άνεμος
Η ομάδα εξέθεσε τον ιλμενίτη, ένα ορυκτό που βρίσκεται συνήθως τόσο στη Γη όσο και στη Σελήνη, σε μια συνθετική εκδοχή του ηλιακού ανέμου. Το πείραμα παρήγαγε νανοφασικό σίδηρο, μικροσκοπικά μεταλλικά σωματίδια που παρατηρούνται ευρέως στο σεληνιακό έδαφος και θεωρούνται βασική ένδειξη της διαστημικής αποσάθρωσης.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι η επιφάνεια της σελήνης μεταβάλλεται τόσο από τις προσκρούσεις μικρομετεωριτών όσο και από τον ηλιακό άνεμο. Ωστόσο, η σχετική συμβολή κάθε διαδικασίας παρέμεινε ασαφής. Τα νέα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι ο ηλιακός άνεμος από μόνος του μπορεί να δημιουργήσει μερικά από τα ίδια μικροσκοπικά χαρακτηριστικά που παρατηρούνται σε πραγματικά σεληνιακά δείγματα.
Τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ερευνητές να ερμηνεύσουν καλύτερα τα δεδομένα τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της ηλικίας και της σύνθεσης της επιφάνειας της σελήνης. Μπορούν επίσης να βελτιώσουν την κατανόηση του πώς εξελίσσεται το σεληνιακό έδαφος με την πάροδο του χρόνου χωρίς να απαιτείται άμεση συλλογή δειγμάτων από κάθε τοποθεσία.
Προσομοίωση της γήρανσης της Σελήνης
Η έρευνα διεξήχθη από τον υποψήφιο διδάκτορα φυσικής Roshan Trivedi και τον πρόσφατο διδάκτορα Advik Vira μέσω του Georgia Tech Center for Lunar Environment and Volatile Exploration Research (CLEVER), μιας ερευνητικής πρωτοβουλίας που υποστηρίζεται από τη NASA και επικεντρώνεται στην σεληνιακή επιστήμη και τους στόχους της αποστολής Artemis.
Χρησιμοποιώντας έναν θάλαμο κενού σχεδιασμένο για την προσομοίωση των συνθηκών του ηλιακού ανέμου, οι ερευνητές εξέθεσαν δείγματα ιλμενίτη σε φορτισμένα σωματίδια και στη συνέχεια εξέτασαν το υλικό χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μικροσκοπία υψηλής ανάλυσης.
Το πείραμα αναδημιούργησε τις επιπτώσεις χιλιάδων ετών έκθεσης στον ηλιακό άνεμο σε ελεγχόμενο περιβάλλον. Η ομάδα παρατήρησε τον σχηματισμό νανοφασικού σιδήρου και σεληνιακών χείλους στην επιφάνεια του ορυκτού, χαρακτηριστικά που συνήθως συνδέονται με τη διαστημική αποσάθρωση στη Σελήνη.
«Οι επιστήμονες κάνουν εργαστηριακά πειράματα ακτινοβολίας εδώ και χρόνια, αλλά δεν έχουν καταφέρει να χαρακτηρίσουν τα αποτελέσματα σε αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Trivedi.
Η δυνατότητα αναπαραγωγής αυτών των χαρακτηριστικών στο εργαστήριο θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς έχουν αλλάξει διαφορετικές περιοχές της Σελήνης με την πάροδο του χρόνου και να βελτιώσουν τις ερμηνείες των τροχιακών παρατηρήσεων.
Στοιχεία για το σεληνιακό νερό
Η μελέτη μπορεί επίσης να προσφέρει πληροφορίες για ένα από τα πιο σημαντικά ερωτήματα της σεληνιακής επιστήμης: πώς σχηματίζεται το νερό στη Σελήνη. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα πειράματα με τον ηλιακό άνεμο δημιούργησαν μικροσκοπικά κενά μέσα στη δομή των ορυκτών. Αυτοί οι μικροσκοπικοί χώροι θα μπορούσαν ενδεχομένως να παρέχουν τοποθεσίες όπου το υδρογόνο που παρέχεται από τον ηλιακό άνεμο αλληλεπιδρά με το οξυγόνο που υπάρχει στα σεληνιακά ορυκτά.
«Το νερό θα ήταν μια φανταστική πηγή για τους ανθρώπους που επιχειρούν στη Σελήνη, αλλά επιστημονικά, μας καθοδηγεί απλώς το ερώτημα πώς φτάνει εκεί το νερό εξαρχής», δήλωσε ο Phillip First, καθηγητής στη Σχολή Φυσικής.
«Ο ηλιακός άνεμος είναι ενδεχομένως μονόδρομος, επειδή τα πρωτόνια στον ηλιακό άνεμο παρέχουν το υδρογόνο των μορίων H2O, ενώ το οξυγόνο υπάρχει στα σεληνιακά ορυκτά».
Οι ερευνητές λένε ότι η ικανότητα προσομοίωσης ενός ευρέος φάσματος ηλικιών έκθεσης θα μπορούσε να βοηθήσει μελλοντικές μελέτες να διερευνήσουν τη σύνδεση μεταξύ του ηλιακού ανέμου, των σεληνιακών ορυκτών και του σχηματισμού νερού.
«Το να έχουμε τη δυνατότητα να αναδημιουργήσουμε τον ηλιακό άνεμο και τα αποτελέσματα να μοιάζουν τόσο πολύ με τα πραγματικά σεληνιακά δείγματα είναι εξαιρετικό», δήλωσε ο συν-επικεφαλής συγγραφέας Vira.
www.worldenergynews.gr
