Billedkredit: Cornell University
På Månens sydpol er der et område, der altid er i skyggen af kratere, som forskere længe har troet kunne have aflejringer af vandis. På trods af at is blev opdaget af to rumfartøjer, der kredsede om månen, har en ny undersøgelse af området fra det gigantiske Arecibo-radioobservatorium ikke fundet nogen overfladeaflejringer af is. Dette betyder ikke, at isen ikke er der, men den kan være fanget i et stort område under overfladen, som måneforfrost. Arecibo er et godt instrument til at detektere is, fordi det giver en meget specifik ekkosignatur i radiospektret.
På trods af bevis fra to rumføler i 1990'erne siger radarastronomer, at de ikke kan finde nogen tegn på tyk is ved månens poler. Hvis der er vand ved månepolerne, siger forskerne, er det vidt spredt og permanent frosset inde i støvlagene, noget svarende til jordbaseret permafrost.
Ved hjælp af det 70 centimeter (cm) -bølgelængde radarsystem ved National Science Foundation (NSF) Arecibo Observatory, Puerto Rico, sendte forskningsgruppen signaler dybere ind i den månepolære overflade - mere end fem meter (ca. 5,5 meter) - end nogensinde før ved denne rumlige opløsning. ”Hvis der er is ved polerne, er den eneste måde, der er tilbage til at teste det, at gå der direkte og smelte et lille volumen omkring støvet og kigge efter vand med et massespektrometer,” siger Bruce Campbell fra Center for Earth and Planetetary Studies ved Smithsonian-institutionen.
Campbell er hovedforfatter af en artikel, “Long-Bavelength Radar Probing of the Lunar Poles,” i den 13. november 2003, udgave af tidsskriftet Nature. Hans samarbejdspartnere i månens seneste radarsonde var Donald Campbell, professor i astronomi ved Cornell University; J.F. Chandler fra Smithsonian Astrophysical Observatory; og Alice Hine, Mike Nolan og Phil Perillat fra Arecibo-observatoriet, der administreres af National Astronomy and Ionosphere Center på Cornell for NSF.
Forslag om måneis kom først i 1996, da radiodata fra Clementine-rumfartøjet gav nogle indikationer af tilstedeværelsen af is på væggen i et krater ved månens sydpol. Derefter angav neutronspektrometerdata fra Lunar Prospector-rumfartøjet, der blev lanceret i 1998, tilstedeværelsen af brint og ved inferens vand på en dybde på cirka en meter ved månepolerne. Men radarprober ved 12 cm-bølgelængderadaren ved Arecibo viste ingen tegn på tykk is på dybder op til en meter. ”Lunar Prospector havde fundet betydelige koncentrationer af brint ved månepolerne svarende til vandis ved koncentrationer på nogle få procent af månens jord,” siger Donald Campbell. ”Der har været forslag om, at det kan være i form af tykke isaflejringer på en eller anden dybde, men disse nye data fra Arecibo gør det usandsynligt.”
Bruce Campbell siger, "Der er ingen steder, vi har set på med nogen af disse bølgelængder, hvor du ser den slags underskrift."
Naturpapiret bemærker, at hvis der findes is ved månepolerne, ville det adskille sig væsentligt fra "de tykke, sammenhængende lag is, der er observeret i skyggede krater på Kvikksølv," findes i Arecibo-radarafbildning. ”På Mercury er det, du ser ganske tykke aflejringer i størrelsesordenen en meter eller mere begravet af højst et lavt lag støv. Det er det scenarie, vi forsøgte at negle ned for månen, ”siger Bruce Campbell. Forskellen mellem Merkur og månen, siger forskerne, kan skyldes den lavere gennemsnitlige hastighed af kometer, der rammer månens overflade, af nylige kometpåvirkninger på Merkur eller et hurtigere istab på månen.
Det, der gør månepolerne til gode kolde fælder for vand, er en temperatur på minus 173 grader Celsius (minus 280 grader Fahrenheit). Solens lem stiger kun omkring to grader over horisonten ved månepolerne, så sollys aldrig trænger ind i dybe krater, og en person, der står på kraterbundet, vil aldrig se solen. Arecibo-radaren sonderede gulvene i to kratre i permanent skygge ved den måneflade sydpol, Skomager og Faustini, og på nordpolen, gulvet i Hermite og flere små kratere i det store krater Peary. I modsætning hertil fokuserede Clementine på de skrånende vægge i Shackleton-krateret, hvis gulv ikke kan "ses" fra Jorden. ”Der er en debat om, hvordan man fortolker data fra en ru, skrå overflade,” siger Bruce Campbell.
Arecibo-radarsonden er en særlig god detektor af tyk is, fordi den drager fordel af et fænomen, der er kendt som ”sammenhængende tilbagespredning”. Radarbølger kan rejse lange afstande uden at blive optaget i is ved temperaturer langt under frysepunktet. Reflektioner fra uregelmæssigheder inde i isen producerer et meget stærkt radarekko. I modsætning hertil er månejord meget mere absorberende og giver ikke et så stærkt radarekko.
Original kilde: Cornell News Release
