【NASA重大発表】月の太陽側の表面に水の存在を発見
昨日、以下の投稿をしました。
NASAの重大発表の内容
発表内容は次のようなものでした。
NASA’s Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) has confirmed, for the first time, water on the sunlit surface of the Moon. This discovery indicates that water may be distributed across the lunar surface, and not limited to cold, shadowed places.
(NASAはSOFIAによって、月の太陽が当たる側の表面に水が存在していることを発見した。この発見は水が日影の場所以外の月面にも分配される可能性を示している。)
これまでは、太陽が当たる側の月面では水はすぐに蒸発してしまい、宇宙空間に放出されるか、水分子の運動エネルギーが月の重力を上回れずに月面を弾道飛行しながら太陽の当たらない「永久影」と呼ばれる場所に濃集するというのが定説でした。もちろんこの考えが否定されたわけではありませんが、今回の新発見により、例外がありそうということがわかり、太陽側の月面に水が蒸発しない機構もしくは定期的に蒸発していてもそれをカバーするくらいの水の供給がどこかにある可能性が示されました。
何が新たな発見?
SOFIA has detected water molecules (H2O) in Clavius Crater, one of the largest craters visible from Earth, located in the Moon’s southern hemisphere. Previous observations of the Moon’s surface detected some form of hydrogen, but were unable to distinguish between water and its close chemical relative, hydroxyl (OH). Data from this location reveal water in concentrations of 100 to 412 parts per million – roughly equivalent to a 12-ounce bottle of water – trapped in a cubic meter of soil spread across the lunar surface.
(SOFIAはクラビウスクレーターにおいて水分子を検出した。以前の観測で月面になんらかの形の水素は発見されていたが、それが水なのか水酸基のような化学的に水に近い物質なのかはわからなかった。この地域では月面の土壌1立方メートルあたり100〜412ppmの濃度の水があることを示した。これは約350mlのペットボトル1杯分にそうというする。)
以前の観測で、水っぽい反応はあったんですね。水っぽいというのは、水素原子だったり水酸基(OH)だったりです。これが今回の発見では、本当に人間が飲めるH2Oの水であることがわかったというのが新しい発見です。
水の量はどれくらい?
As a comparison, the Sahara desert has 100 times the amount of water than what SOFIA detected in the lunar soil. Despite the small amounts, the discovery raises new questions about how water is created and how it persists on the harsh, airless lunar surface.
(比較として、今回SOFIAが月面の土壌から観測した水の量はサハラ砂漠の水の1/100程度である。量としては少量ではあるが、月面という厳しく大気のない環境で水がどのように作られ、維持されるのかという新たな疑問が浮かんできた。)
サハラ砂漠の1/100の水ってあまり想像がつきませんね笑
結構少量なんですかね? とにもかくにも、土壌中に水分子が散乱している状態でしょうから、月面で人間活動ができる十分な水があったとしても、水だけを取り出す技術は必要不可欠です。
今回の発見は、有人探査のための資源という側面よりは、なぜそこに水があるのかというサイエンス的な議論の方に価値がありそうです。(NASAとしては「アルテミス計画に貢献します!」という方を押し出している感じではありますが...)
月面になぜ水がある?
Several forces could be at play in the delivery or creation of this water. Micrometeorites raining down on the lunar surface, carrying small amounts of water, could deposit the water on the lunar surface upon impact. Another possibility is there could be a two-step process whereby the Sun’s solar wind delivers hydrogen to the lunar surface and causes a chemical reaction with oxygen-bearing minerals in the soil to create hydroxyl. Meanwhile, radiation from the bombardment of micrometeorites could be transforming that hydroxyl into water.
(水が供給や生成するのにはいくつかの作用が関係していると考えられている。月面には小規模の隕石が飛来し、少量の水を供給し、月面にためられていく。他の可能性としては、太陽風が月面に水素を運び、との化学反応によってヒドロキシル基を生成する。その間に隕石衝突による放射線によって、ヒドロキシル基が水へ変化するのではないか?)
これは以前から言われていることですが、月への水の供給は
・隕石や小惑星による供給
・太陽風によって運ばれる水素イオンによる水生成
が考えられています。
今後について
SOFIA’s follow-up flights will look for water in additional sunlit locations and during different lunar phases to learn more about how the water is produced, stored, and moved across the Moon. The data will add to the work of future Moon missions, such as NASA’s Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER), to create the first water resource maps of the Moon for future human space exploration.
(次回のSOFIAのフライトにおいて、異なる場所での水の存在を調査し、水がどのように生成されるのか、月面上をどのように移動するのかについて詳しく理解する予定である。これらのデータは将来の月ミッションのインプットとなり、将来の有人宇宙探査の際の月の資源マップを作ることに役立つだろう。)
In the same issue of Nature Astronomy, scientists have published a paper using theoretical models and NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter data, pointing out that water could be trapped in small shadows, where temperatures stay below freezing, across more of the Moon than currently expected.
(科学者はこの観測結果の論文と同時に、理論モデルやLROデータを使い、温度が氷点下に保たれるような小さな影の場所が、月面には予想以上に多くあり、そこに水が溜まっていると指摘する論文を発表している。)
なるほど、今後の調査や理論研究も進んでいるんですね。
今後のミッションにこの発見をどう活かしていくか、また、太陽が当たる月面上に水が存在するメカニズムがどのようなものか考えていくのも面白いですね。
参考書籍
今回の記事を書くうえで、以下の参考書籍で勉強しました。
月の科学に興味ある人は、読んでみるといいと思います。図書館にあるのであればわざわざ買う必要はありません。笑 (私も3つ目以外は図書館で借りました)
よろしければサポートとお願いします。研究用の参考書代に使わせていただきます。