Meglepő módon higany is kirobbant a Holdon

Vízjégből két-háromszáz kilogramm is lehetett abban a törmelékfelhőben, amelyet tavaly robbantottak ki egy mesterséges becsapódással a Hold egyik sarkvidéki kráteréből. A most nyilvánosságra hozott, alaposabb elemzés szerint a kirepült anyagban kén, szén-monoxid, néhány szerves molekula és meglepő módon higany is lehetett. Mindezek évmilliók alatt halmozódhattak fel az állandóan sötét és hideg sarki kráterben.

Szalad az idő: már több mint egy éve robbantott a NASA a Hold felszínén. 2009. október 9-én csapódott be egy örökké árnyékos kráterbe az LCROSS-rendszer Centraur-típusú rakétafokozata, majd az utána haladó kisebb, az első robbanást megfigyelő űreszköz. A művelet célja az volt, hogy a feltételezések szerint a kráterben évmilliók alatt felhalmozódott vízjeget azonosítsák a kirobbanó törmelékfelhőben.

Bár a robbanás felhőjének mérete elmaradt a várttól, sikeresen megtalálták a H₂O molekulák nyomait. A több mint egyéves további adatelemzés eredményeit a Science október 22-i számában közölték.

A robbanás során keletkezett kráterről kiderült, hogy 25-30 méter átmérőjű, és 4-6 ezer kilogramm törmelék repült ki belőle. Az esemény után közel 90 másodperccel haladt át a Centaur rakétafokozat után haladó SSC-egység a kirobbant törmelékfelhőn. Ez műszereivel, köztük a LAMP (Lyman Alpha Mapping Project, azaz Lyaman-alfa térképező) ultraibolya spektrográf segítségével megállapította a Hold felszínéről származó gázok összetételét.

A becsapódáskor történt robbanás sugárzása az SSC-szonda felvételén. Az apró foltot a becsapódás pillanatában felhevült izzó anyag sugárzása hozta létre (NASA)

Az érzékelő látómezejébe 2-300 kilogrammnyi kirobbant H₂O kerülhetett, amelynek jelentős része a kilökött felhő 300-1000 kelvin hőmérsékletén gyorsan atomjaira bomlott. A robbanás pillanata után egy másodperccel már olyan magasságba jutott az emelkedő törmelékfelhő, ahol napfényt kapott - ez pedig lebontotta a még molekuláris állapotban maradt komponenseit. A robbanás után 8 másodperccel 4 kilométer, 20 másodperccel közel 8 kilométer átmérőjű volt a kirepült törmelékfelhő.

A mérések alapján nem az összes H₂O bomlott le, kevés jég finomszemcsés szilárd törmelékként is a robbanás felhőjében volt, amely tágulása során körülbelül 20 másodpercen belül elhagyta a kamera látómezejét. Ezt követően is észlelt vízmolekulákat a műszer, de azok feltehetőleg már nem közvetlen a robbanáshoz tartoztak. Utóbbiak a forró kráterből szublimáltak el folyamatosan, és ezek ritkább felhőjén is keresztülhaladt felszín felé zuhanó űrszonda.

Öngyilkos szondapáros

A jelenleg is működő Lunar Reconnaissance Orbiter-űrszondát (LRO) az LCROSS nevű rendszerrel együtt indították a Hold felé. Utóbbi két egységből: a hordozórakéta utolsó fokozatából és egy kisebb, SSC jelű műholdból állt. Feladatuk a Hold déli sarkvidékén lévő, árnyékos és hideg kráterek aljzatán feltételezett vízjég vizsgálata volt becsapódásukkal.

A két egység a találkozó előtt 9 órával vált szét. A Centaur-hordozórakéta közel 2 tonnás utolsó fokozata 2,5 kilométer/másodperc sebességgel ütközött a Hold felszínével. A célterület a Hold déli sarkvidékén lévő, 98 kilométer átmérőjű Cabeus-kráter volt. A találkozóra viszonylag meredeken, a felszínhez képest 75 fokos szögben került sor.

Mindezek alapján a Holdon a Cabeus-krátert kitöltő néhány méter vastag felső rétegnek átlagosan 5-6 százalékát teheti ki a vízjég. Emellett szén-monoxid, higany, kalcium és magnézium is előfordult kisebb mennyiségben, gáz formájában - emellett szénhidrogének és kéntartalmú anyagok nyoma is sejthető volt. A szakembereket leginkább a higany jelenléte lepte meg, amelynek mennyisége nem sokkal maradt el a vízjégé mögött.

Áttekintés a programról (NASA)

A megfigyelt összetevők a Hold hideg sarki kráterében halmozódtak fel. Az ott uralkodó 35-100 kelvin hőmérsékleten a legtöbb anyag szilárd halmazállapotot vesz fel, tehát ki tud ülepedni a felszínre. Az így megkötődött anyagokat aztán a Holdat állandóan érő mikrometeorikus bombázás finom portakaróval borítja be, elősegítve, hogy azok sokáig megőrződjenek a helyszínen. Egyelőre nehéz megbecsülni, pontosan mennyi jeget is tartalmaznak kísérőnk sarki kráterei, nem tudni, hogy a cikkben említett vízjéggyakoriság milyen mélységig jellemző a kráter belsejében. Ha az 5 tömegszázalékot általánosnak tekintjük, és a kérdéses üledék legalább 100 méter vastag, és a 98 kilométeres Cabeus-kráterben több köbkilométer jég is lehet, ami megegyezik egy kisebb földi tó térfogatával.