Misteriozna Mesečeva rđa konačno objašnjena: Ključ je u Zemljinom vetru

Hematit, oksid gvožđa poznat i kao rđa, otkriven je na višim geografskim širinama na Mesecu, posebno na njegovoj bližoj strani, još 2020. godine. To je bilo iznenađenje imajući u vidu nisku koncentraciju kiseonika, neophodnog za formiranje rđe, na Zemljinom satelitu.

Istraživači su tada predložili nekoliko teorija koje bi objasnile poreklo kiseonika u misterioznoj Mesečevoj rđi, a među njima su bile degazolinaža isparivih materijala iz lunarne magme, asteroida ili komete, piše Phys.org.

Preporučujemo

Međutim, jedino objašnjenje koje bi moglo da objasni obrasce distribucije hematita bilo je da su joni kiseonika transportovani na Mesec magnetosferom naše planete. Ovo se dešava tokom pet ili više dana mesečno kada se Zemlja nalazi između Sunca i Meseca, omogućavajući delovima njene atmosfere da budu odneseni na lunarnu površinu. Fenomen se naziva Zemljin vetar.

U drugim vremenima, Mesec je prvenstveno izložen niskoenergetskim jonima vodonika iz solarnog vetra.

Grupa naučnika je pružila više dokaza koji podržavaju ovu teoriju. Studija, objavljena u Geophysical Research Letters, pokušala je da testira da li Zemljin vetar može da proizvede hematit postavljanjem niza laboratorijskih eksperimenata koji oponašaju uslove na mesečevoj površini. Tim je to uradio zračenjem različitih minerala koji sadrže gvožđe pronađenih na Mesecu kiseonikom i vodonikom na energijama koje se očekuju od čestica u Zemljinom vetru, kao i jonima vodonika, poput onih iz solarnog vetra.

Rezultati su pokazali da joni kiseonika, slični onima iz Zemljinog vetra, mogu da oksidiraju metalno gvožđe, gvožđe sulfid i ilmenit pronađene u lunarnom regolitu i formiraju hematit.

- Iako se ovi minerali koji sadrže gvožđe mogu javljati kao mikročestice ili mali kristali u lunarnom regolitu, oni mogu proći direktnu oksidaciju pri izlaganju Zemljinom vetru. Nastali hematit na spoljnoj površini čestica regolita lako se detektuje optičkom spektrometrijom - objašnjavaju autori studije.

Istraživači su takođe želeli da utvrde da li će joni vodonika redukovati hematit nazad u metalno gvožđe. Da bi to uradili, zračili su hematit i visokoenergetskim vodonikom, oponašajući vodonik koji se nalazi u Zemljinom vetru, i niskoenergetskim jonima vodonika, poput onih sa Sunca.

Rezultati su pokazali da visokoenergetski joni vodonika mogu da redukuju hematit nazad u metalno gvožđe, dok su niskoenergetski joni vodonika uglavnom neefikasni. Tim kaže da zadržavanje hematita na mesečevoj površini zavisi i od energije i od relativnog odnosa fluksa jona kiseonika i vodonika iz Zemljinog vetra.

- Zadržavanje i preferencijalna distribucija hematita u određenim regionima zahtevaju pažljivo razmatranje. Iako je površina Meseca izvan Zemljine magnetosfere kontinuirano bombardovana protonima solarnog vetra sa fluksom približno 100 puta većim od onih u Zemljinom vetru, naši eksperimenti implantacije niskoenergetskim vodonikom pokazuju ograničenu efikasnost redukcije zbog pliće dubine prodiranja, koja ne obuhvata u potpunosti oksidovani region. Nasuprot tome, protoni više energije postižu potpunu penetraciju, omogućavajući temeljniju redukciju – naveli su autori.

Sve u svemu, studija pruža snažnu podršku teoriji Zemljinog vetra. Međutim, laboratorijski uslovi možda ne mogu u potpunosti replicirati složeno lunarno okruženje. Autori studije sugerišu da buduće misije na Mesec i simulacije interakcija jona Zemljinog vetra mogu pomoći da se produbi razumevanje kako se ove reakcije odvijaju.

(Telegraf Nauka/Phys.org)