Část vody na povrchu Měsíce může pocházet ze Země

Voda je ve vesmíru všudypřítomnou sloučeninou. Ve Sluneční soustavě máme za to, že na velké planety a jejich měsíce přinesly v minulosti vodu asteroidy či komety. Také se ale ukázalo, že nejvýznamnějším zdrojem vody na povrchu těles bez atmosféry, která by vodu neměla udržet (například náš Měsíc), je sluneční vítr – tedy proud elektronů a kladně nabitých iontů, který se od Slunce šíří do všech směrů. Mezi kladnými ionty najdeme přibližně 4 % částic alfa (jader helia) a těžších iontů. V naprosté většině ale jde o jádra vodíku, tedy protony, které po dopadu na pevný povrch těles interagují se sloučeninami obsahujícími kyslík a vytvářejí hydroxylové ionty OH^–, nebo dokonce molekuly vody H₂O.

Povrch naší planety je proti slunečnímu větru chráněn magnetickým polem, které nabité částice odklání. V blízkosti zemského povrchu se magnetické pole Země chová jako dipól, ale ve větší vzdálenosti je deformováno právě interakcí se slunečním větrem. Ve směru od Slunce je protaženo do dlouhého magnetického ohonu, který sahá až za oběžnou dráhu Měsíce. Při každém úplňku tedy Měsíc prochází po dobu tří až pěti dnů magnetickým ohonem Země, který by měl blokovat sluneční vítr i na Měsíci. Přísun protonů bombardujících lunární povrch by tak měl radikálně klesnout. A protože se vzniklá voda z povrchu Měsíce rychle vypařuje, měla by během těch několika dní klesnout také koncentrace iontů OH^– a molekul H₂O na povrchu Měsíce.

Mezinárodní tým vědců se pokusil tuto hypotézu ověřit pomocí archivních dat získaných indickou lunární družicí Chandrayaan-1 (česká transkripce Čandraján-1), japonskou sondou Kaguya (Kaguja) a americkou misí THEMIS-ARTEMIS. Zjistilo se ale, že se v období, kdy Měsíc prochází zemským magnetickým ohonem, koncentrace vody na jeho povrchu nijak významně nemění.

Mezi zdroje, které by mohly především v polárních oblastech nahrazovat přísun vody ze slunečního větru, autoři zahrnuli led v trvale zastíněných kráterech v blízkosti měsíčních pólů. Ten je však vždy soustředěn na malých územích, která se v analyzovaných datech neprojevila. Jako hlavní zdroj jader vodíku v období zastínění Měsíce zemským magnetickým polem tak identifikovali „zemský vítr“ tedy ionty pronikající do zemského magnetického ohonu. Část jich pochází ze slunečního větru, ale většina zřejmě ze Země a její atmosféry. Jistý díl ze stopového množství vody, kterou spektroskopicky detekujeme v horninách pokrývajících Měsíc, tedy zřejmě pochází ze Země. Podobně mohou být planety Jupiter a Saturn vedlejším zdrojem vody pro jejich ledové měsíce.

Na povrchu Měsíce bylo na různých místech zjištěno malé množství vody. Modrá barva na obrázku pořízeném družicí Chandrayaan-1 ukazuje její rozložení v různých lunopisných šířkách; směrem k pólům se její množství zvyšuje (zelená ukazuje jas povrchu měřený pomocí odraženého infračerveného záření ze Slunce; červená zviditelňuje pyroxen, minerál s obsahem železa).Snímek ISRO, NASA, JPL-Caltech, Brown Univ., USGS

Wang H. Z. et al.: Astrophysical Journal Letters, 2021, arXiv:1903.04095 [astro-ph.EP]