Ay hidrojeninin ilk küresel haritasının montajı

Laurel, Maryland’deki Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’ndan (APL) bilim adamları, yirmi yıldan fazla bir süre önce toplanan verileri kullanarak, Ay yüzeyindeki hidrojen bolluğunun ilk tam haritasını derlediler. Harita, geliştirilmiş hidrojen içeren iki tür ay malzemesini tanımlar ve Ay’ın orijinal magma-okyanus oluşumunda ve katılaşmasında suyun muhtemelen bir rol oynadığına dair bulgular da dahil olmak üzere, ay hidrojeni ve su hakkındaki önceki fikirleri destekler.

APL’den David Lawrence, Patrick Peplowski ve Jack Wilson, NASA Ames Araştırma Merkezi’nden Rick Elphic ile birlikte haritalarını oluşturmak için Lunar Prospector misyonundan alınan yörünge nötron verilerini kullandılar. NASA tarafından 1998’de konuşlandırılan sonda, bir buçuk yıl boyunca Ay’ın yörüngesinde kaldı ve ay yüzeyine çarpmadan önce, ay kutuplarında artan hidrojenin ilk doğrudan kanıtını geri gönderdi.

Bir yıldız patladığında, uzayda neredeyse ışık hızında hareket eden kozmik ışınlar ya da yüksek enerjili protonlar ve nötronlar yayar. Bu kozmik ışınlar bir gezegenin veya bir ayın yüzeyine temas ettiğinde, bu cisimlerde bulunan atomları parçalayarak protonları ve nötronları uçururlar. Bilim adamları, bir elementi tanımlayabilir ve bu protonların ve nötronların hareketini inceleyerek nerede ve ne kadar bulunduğunu belirleyebilirler.

Lawrence, “Bir bilardo oynadığınızı ve isteka topunun nötronları ve bilardo toplarının hidrojeni temsil ettiğini hayal edin” dedi. “Bir bilardo topuna isteka topunuzla vurduğunuzda, isteka topunun hareketi durur ve bilardo topu harekete geçer, çünkü her iki nesne de aynı kütleye sahiptir. Benzer şekilde, bir nötron hidrojen ile temas ettiğinde ölür ve hareket etmeyi bırakır. , ve hidrojen harekete gönderilir. Yani daha az sayıda nötronun hareket ettiğini gördüğümüzde, bu hidrojenin mevcut olduğunun bir göstergesidir.”

Ekip, Ay’ın yerçekimi ve kompozisyon haritalarını tamamlamak için Lunar Prospector’a monte edilen beş cihazdan biri olan Nötron Spektrometresi tarafından ölçülen nötronların karşılık gelen düşüşüyle ​​hidrojen miktarını ölçmek için verileri kalibre etti. Bulgular dergide yayınlandı. Jeofizik Araştırma Dergisi: Gezegenler.

Lawrence, “Apollo görevlerinden elde edilen ay toprak örneklerinden elde edilen verileri uzaydan ölçtüğümüz verilerle birleştirebildik ve nihayet ilk kez tam bir ay hidrojeni resmini bir araya getirebildik,” diye devam etti Lawrence.

Ekibin haritası, iki tür ay malzemesinde geliştirilmiş hidrojeni doğruluyor. Aristarchus Platosu’ndaki ilki, Ay’ın en büyük piroklastik yatağına ev sahipliği yapıyor. Bu tortular, volkanlardan püsküren kaya parçalarıdır ve hidrojen ve/veya suyun aydaki magmatik olaylarda rol oynadığına dair önceki gözlemleri doğrular. İkincisi ise KREEP tipi kayalardır. KREEP, potasyum (K), nadir toprak elementleri (REE) ve fosfor (P) anlamına gelen ay lav kayasının kısaltmasıdır.

Lawrence, “Ay ilk oluştuğunda, Dünya’ya büyük bir etkiden kaynaklanan erimiş enkaz olduğu büyük ölçüde kabul edildi.” Dedi. “Soğudukça eriyikten mineraller oluştu ve KREEP’in kristalleşip sertleşen son malzeme türü olduğu düşünülüyor.”

1998’deki Lunar Prospector misyonunun ilk verilerini inceleyen orijinal ekibin bir parçası olan Lawrence, Dünya’nın en yakın komşusunun tam bir haritasını tamamlamak için mevcut çabaların üzerine inşa etmenin zaman aldığını söyledi.

Lawrence, “Analizin tamamlanması birkaç yıl aldı” dedi. “Her şeyi sıralarken, hidrojen olmadığını keşfettiğimiz verilerde düzeltmeler yapmaya başladık. Geri döndük ve önceki analizlere ince ayar yaptık ve bunu büyük ölçüde diğer görevlerden elde edilen keşifler sayesinde yapabildik. sürekli olarak önceki bilgileri geliştiriyor ve yeni alanlara adım atıyorlar.”

Bu yeni harita sadece Ay’daki hidrojen envanterini tamamlamakla kalmıyor, aynı zamanda Ay doğduğunda Ay’da ne kadar hidrojen ve su bulunduğunun ölçülmesine de yol açabiliyor. 2013 yılında, APL araştırmacıları, APL yapımı MESSENGER uzay aracındaki nötron spektrometresinden gelen verileri kullanarak Merkür gezegenindeki kutuplarda su buzu varlığını da doğruladılar. Bu keşifler sadece güneş sistemini anlamak için değil, aynı zamanda güneş sisteminin gelecekteki insan keşiflerini planlamak için de önemlidir.

Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı tarafından sağlanmıştır