Phát hiện các chất khí bất ngờ tại các rìa hố va chạm trên Mặt trăng

Theo một bài báo đăng trên số ra ngày 21/10 của tạp chí Science, Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt trăng (LRO) của NASA và bộ thiết bị phức tạp của nó đã xác định thấy hydrogen, thủy ngân và những chất dễ bay hơi khác có mặt trong đất đá nằm trong bóng râm vĩnh cửu trên Mặt trăng.

Những cú va chạm cứng làm bắn tung các mảnh vỡ ra sang bên (trái), còn những cú va chạm mềm mang lại cột vật chất vọt lên cao (phải). Ảnh: Đại học Brown/Peter H. Schultz và Brendan Hermalyn, NASA/Ames Vertical Gun Range.

Vệ tinh Cảm biến và Quan sát Miệng hố Mặt trăng Từ xa (LCROSS), phóng lên cùng với LRO, đã cố ý lao vào bề mặt chị Hằng hôm 9 tháng 10 năm 2009, trong khi các thiết bị LRO thì quan sát. Khoảng 90 s sau khi LCROSS chạm vào Mặt trăng, LRO bay ngang qua túm bụi do cú va chạm làm dâng lên, còn Dự án Lập Bản đồ Lyman Alpha (LAMP) và các thiết bị khác thì thu thập dữ liệu. Sử dụng những dữ liệu này, các thành viên đội LAMP cuối cùng đã xác nhận sự hiện diện của các chất khí hydrogen phân tử, carbon monoxide và thủy ngân nguyên tử, cùng với những lượng nhỏ calcium và magnesium, cũng ở dạng khí.

“Chúng ta đã có các gợi ý từ đất đá Apollo và các mô hình rằng các chất dễ bay hơi mà chúng ta thấy trong túm bụi va chạm đã và đang được thu gom ở gần các vùng cực của Mặt trăng”, theo lời tiến sĩ Randy Gladstone, nhà nghiên cứu LAMP chính, thuộc Viện Nghiên cứu Tây Nam ở San Antonio. “Giờ thì chúng ta đã có sự xác nhận”.

Địa điểm va chạm là miệng hố Cabeus ở gần cực nam mặt trăng. Độ nghiêng nhỏ của trục quay của Mặt trăng cho phép lòng hố ở gần các cực bị che phủ vĩnh viễn trước ánh sáng mặt trời trực tiếp. Không có ánh sáng mặt trời, nhiệt độ trong những vùng này có thấp xuống tới 35 đến 100 Kelvin – lạnh đến mức hầu như mọi chất dễ bay hơi đều bị giữ lại. Các va chạm tiểu thiên thạch nhỏ tiếp tục phủ bụi lên chúng, chia tách chúng khỏi ánh sáng mặt trời và chặn mất khả năng thoát ra của chúng.

Các kết quả của LRO có giá trị đối với sự cân nhắc trong tương lai về các địa điểm xây dựng căn cứ Mặt trăng rô bôt và có người điều khiển. Do sự định hướng của Mặt trăng so với Mặt trời, cho nên có những vùng bóng tối vĩnh cửu trong các đáy hố va chạm, nhưng cũng có những ngọn núi và vành hố hầu như luôn nằm trong ánh nắng mặt trời, chúng sẽ cho phép lắp đặt và vận hành các hệ thống cấp điện mặt trời. Việc phát hiện ra nước đóng băng và các tài ngueyen khác trong vùng trên còn có thể giảm bớt nhu cầu vận chuyển tài nguyên từ Trái đất lên cho các nhà du hành sử dụng.

“Việc phát hiện ra thủy ngân trong đất là bất ngờ lớn nhất, đặc biệt khi nó có độ dồi dào ngang như nước mà LCROSS đã phát hiện ra”, theo lời Kurt Retherford, một thành viên của đội LAMP. “Tính độc hại của nó có thể mang đến thử thách cho sự thám hiểm có con người”.

Do Viện nghiên cứu Tây Nam phát triển, LAMP sử dụng một phương pháp mới lạ để săm soi vào bóng tối của những vùng bóng đêm vĩnh viễn trên Mặt trăng. Quang phổ kế tử ngoại này quan sát bề mặt chị hằng phía ban đêm, sử dụng ánh sáng phát ra từ không gian lân cận (và các ngôi sao), cái nhận chìm mọi vật thể trong không gian trong một ánh le lói dịu nhẹ. Ánh le lói Lyman-alpha này không thể nhìn thấy đối với mắt người, nhưng có thể nhìn thấy đối với LAMP khi nó phản xạ khỏi Mặt trăng. Các phân tích sự phát xạ, cùng với các thiết bị LRO khác, giúp xác định các tính chất của bề mặt chị hằng.

Sau các quan sát va chạm LCROSS, LAMP tiếp tục nghiên cứu các tính chất phản xạ tử ngoại và thành phần của bề mặt chị hằng và thành phần của khí quyển mặt trăng. Kể từ kết luận của Ban giám đốc Các hệ thống Thám hiểm của NASA, Ban giám đốc Sứ mệnh Khoa học đã quyết định giám sát các nghiên cứu có chiều sâu hơn đối với các thiết bị khoa học. Trong nghiên cứu khoa học, LAMP sẽ chuyển sang đánh giá chi tiết hơn bầu khí quyển của Mặt trăng và tính biến thiên của nó.

Nguồn: PhysOrg.com