น้ำแข็งในหลุมอุกกาบาตดวงจันทร์อาจมีปริมาณน้อยกว่าที่เคยคิดไว้

 

ภาพถ่ายหลุมอุกกาบาตที่รอยต่อกลางวัน-กลางคืน(termination) บนดวงจันทร์ จากวงโคจรในช่วงปฏิบัติการ
อพอลโล 12

     แต่เราอาจจะต้องกลับมาคิดใหม่กับการพึ่งพาแหล่งน้ำบนดวงจันทร์ เมื่อการวิเคราะห์หลุมอุกกาบาตดวงจันทร์งานใหม่บอกว่า รอยปุปะบนพื้นผิวดวงจันทร์เหล่านี้อาจจะมีอายุน้อยเกินกว่าจะเก็บรักษาแหล่งน้ำแข็งโบราณได้ ในความเป็นจริงคือ หลุมเกือบทั้งมหดที่มีส่วนที่อยู่ในเงามืดถาวรซึ่งเป็นเป้าหมายหลักสำหรับนักสำรวจดวงจันทร์ในอนาคตนั้น มีอายุน้อยกว่า 2.2 พันล้านปี

      Norbert Schörghofer จากสถาบันวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ในสหรัฐฯ และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Raluca Rufu จากสถาบันวิจัยเซาธ์เวสต์ บอกว่าการค้นพบเหล่านี้เปลี่ยนการทำนายตำแหน่งที่เราน่าจะพบน้ำแข็งบนดวงจันทร์ และมันยังเปลี่ยนประมาณการจำนวนน้ำแข็งบนดวงจันทร์ไปอย่างมากมายด้วย ไม่น่ามีแหล่งน้ำแข็งโบราณอีกแล้ว

      เราทราบว่ามีน้ำบนดวงจันทร์ แต่สิ่งที่เราต้องการจะรู้ก็คือมีน้ำอยู่มากแค่ไหน และซ่อนอยู่ที่ใด ในช่วงไม่กี่ปีนี้ นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบพื้นที่ในเงามืดถาวร(PSRs; permanently shadowed regions) เช่น ในหลุมอุกกาบาตลึก ในพื้นที่อื่นๆ แสงอาทิตย์อาจจะทำให้น้ำอุ่นขึ้นและระเหยไป ยกเว้นแต่ใน “กับดักความเย็น” ใน PSRs ซึ่งอุณหภูมิแทบไม่เคยเกิน -163 องศาเซลเซียสเลย จึงคิดว่าน่าจะยังมีน้ำแข็งหลงเหลืออยู่ และสะสมไว้อาจจะตลอดหลายพันล้านปี การประเมินได้บอกว่าหลุมเหล่านี้อาจมีปื้นน้ำแข็งที่หนาได้ถึงหลายเมตร

      อย่างไรก็ตาม การประเมินเหล่านั้นต้องใช้การสะสมในเวลาหลายพันล้านปี และก็ดูเหมือน PSRs ไม่ได้ถูกปกป้องจากดวงอาทิตย์ได้นานพอที่จะมีการสะสมแบบนั้น

     การค้นพบนี้ดำเนินรอยตามรายงานฉบับหนึ่งที่เผยแพร่เมื่อหนึ่งปีทีแล้ว ซึ่งนักวิจัยทีมหนึ่งอยากจะไขความแตกต่างระหว่างอัตราที่ดวงจันทร์ถอยห่างจากโลก(3.8 เซนติเมตรต่อปี) กับอายุของดวงจันทร์(4.5 พันล้านปี) พูดง่ายๆ คือ ตัวเลขทั้งสองไม่สอดรับกัน ทีมพบว่ากำทอน(resonance) ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ น่าจะทำให้อัตราการถอยของดวงจันทร์มีการเปลี่ยนแปลง แบบจำลองยังบอกถึงการเปลี่ยนการเรียงตัวของแกนการหมุนรอบตัวดวงจันทร์ด้วย

แผนที่หลุมอุกกาบาตในเงามืดถาวรที่ขั้วใต้ดวงจันทร์ และทำการประเมินเวลาที่พวกมันซ่อนอยู่จากแสงอาทิตย์ใหม่อีกครั้ง

     เมื่อผมได้เห็นผลสรุปเหล่านี้ ก็ตระหนักในทันทีว่ามันส่งนัยยะต่อการสำรวจหาน้ำแข็งบนดวงจันทร์ Schörghofer กล่าว ผมวางทุกๆ อย่างที่กำลังทำ และก็เริ่มทำงานนี้ ด้วยความช่วยเหลือจากผู้เขียนร่วมของผม Raluca Rufu

      ในช่วงต้นของความเป็นมาของระบบสุริยะ เมื่อกว่า 3.8 พันล้านปีก่อน นักวิทยาศาสตร์คิดว่าระบบสุริยะส่วนในถูกระดมชนด้วยดาวหางและดาวเคราะห์น้อย ดาวพุธ, ดาวศุกร์, โลก และดาวอังคารทั้งหมดถูกชนในช่วงการระดมชนอย่างหนักครั้งหลัง(Late Heavy Bombardment) และแน่นอนว่า ดวงจันทร์ก็โดนด้วย จากการชนและกิจกรรมภูเขาไฟบนดวงจันทร์ที่ยังคุกรุ่น น่าจะทำให้น้ำจากภายในดวงจันทร์ระเหยออกมา ถ้ามี PSRs อยู่ในช่วงเวลาดังกล่าว ก็น่าจะดักเก็บน้ำทั้งหมดไว้ก็ได้

     อย่างไรก็ตาม จากแบบจำลองล่าสุดว่าด้วยการเรียงตัวของแกนการหมุนรอบตัวดวงจันทร์ใหม่(reorientation of the Moon’s spin-axis) และวิวัฒนาการระยะทางโลก-ดวงจันทร์ PSRs เพิ่งเกิดเมื่อไม่นานมานี้ นี่หมายความว่า น้ำแข็งใดๆ ที่มีที่นั่นจะต้องมีอายุไม่เก่าแก่ด้วย Schörghofer กล่าวว่า เราตัดสินได้แล้วว่า PSRs ดวงจันทร์แท้จริงแล้วมีอายุน้อยแค่ไหน อายุเฉลี่ยของ PSRs เกือบทั้งหมดอยู่ที่ 1.8 พันล้านปี จึงไม่มีแหล่งน้ำแข็งโบราณบนดวงจันทร์เลย

      นี่ส่งนัยสำคัญพอสมควรต่อปฏิบัติการดวงจันทร์ในอนาคต ปฏิบัติการนักบินอวกาศ อาร์เทมิส 3(Artemis III) ของนาซากำลังเลือกพื้นที่ลงจอด โดยอ้างอิ่งส่วนหนึ่งจากความใกล้กับ PSRs แต่ถ้าเป็นแบบนี้ การค้นพบก็น่าจะเป็นข่าวดี ซึ่งเราได้พบหลักฐานน้ำแข็งใน PSRs แล้ว ขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ทราบว่า PSRs เก่าแก่น่าจะมีน้ำอยู่มากกว่า PSRs อายุน้อยกว่า แค่ค้นหาว่าหลุมแห่งใดมีอายุเก่าแก่กว่าก็น่าจะช่วยตีวงพื้นที่ลงจอดของปฏิบัติการดวงจันทร์ในอนาคตให้แคบลงได้ การค้นพบนี้เผยแพร่ใน Science Advances

แหล่งข่าว sciencealert.com : the Moon’s craters might contain far less ice than we hoped