Vand i månen - den infrarøde forklaring

Okay, okay, måske overdriver jeg en lille smule på billedet ovenfor - en enorm mængde vand, fisk, både og svømmere, der har det sjovt i en måneflod.

Men alt, hvad jeg prøvede at sige, var, at Nature Astronomy den 26. oktober 2020 offentliggjorde en undersøgelse, der bekræftede, at de har fundet vand på Månen. Faktisk var det ikke vand, det var molekylært vand - den mindste enhed af det.

Undersøgelsen bekræfter, at man har fundet vand i visse kratere på Månen ved hjælp af et infrarødt kamera ved navn FORCAST, der blev koblet til teleskopet SOFIA den 31. august 2018.

Kameraet detekterede et stærkt 6 µm emissionsbånd, som blev sammenlignet med andre studier og med litteraturværdier, hvilket bekræftede dataenes validitet.

En simpel forklaring på den infrarøde analyse er, at den omfatter en bred vifte af det elektromagnetiske spektrum, fra 14.000 til 10 cm-1, som grundlæggende er en måling af energi, og hvordan den interagerer med stof.

Denne interaktion kan ske ved absorberer, udsender eller reflekterer et vist niveau af energi. Denne måling kan ikke kun identificere et ukendt molekyle, men også dets egenskaber.

Det stærke 6 µm-emissionsbånd, som FORCAST har registreret, kommer fra et bestemt område af den infrarøde båndbredde, det midterste infrarøde, fra 4000 til 400 cm-1.

Denne del bruges normalt til at observere og analysere fundamentale vibrationer forbundet med molekylær struktur. Det er muligt at analysere stoffer i enhver form - fast, flydende eller gasformig.

Da sådanne molekylers vibrationer i vid udstrækning bruges til at studere molekylære strukturer, ved man, at et meget enkelt molekyle kan absorbere, udsende eller reflektere energi i en bestemt frekvens, der matcher specifikke strukturelle egenskaber.

Det sker, fordi molekyler ikke er statiske objekter, deres kemiske bindinger mellem atomerne er i konstant bevægelse, de er dynamiske og interagerer med forskellige niveauer af energi.

For eksempel kan vandmolekylet vibrere på tre forskellige måder. To af dem er forlængelse og strækning af oxygen-hydrogenbindingen, og den anden er vinkeldeformation.

Okay, lad os nu tage det roligt: Vandmolekylet har to bindinger, ikke? Ja, det har det.

De to kan bevæge sig på en symmetrisk måde, med op- og nedture samtidig, og på en asymmetrisk måde, hvor den ene obligation er oppe, mens den anden er nede.

Disse to typer af vibrationer er symmetrisk stræk og asymmetrisk stræk. Den tredje vibration er ikke en bevægelse op eller ned, det er mere en vinkelbevægelse, som et sving, kaldet symmetrisk deformation.

Hvis du vil se gifs for at få en bedre forståelse af, hvilken slags vibration molekylet har, kan du tjekke det ud ved at klikke på dets navne ovenfor i teksten.

Lad os nu vende tilbage til artiklen.

Det stærke 6 µm emissionsbånd blev observeret i et bestemt område af Månen, i Clavius-krateret og det omkringliggende terræn, der ligger på høje breddegrader.

For at sikre sig, at de virkelig kiggede på et H2O infrarødt bånd, brugte forskerne tidligere data fra vandbærende materialer til at bekræfte egenskaberne i månebåndet; de undersøgte også planetens eksisterende materiale for at se 6 µm H2O-båndet og sammenligne det med det bånd, der blev opdaget. Baseret på disse sammenligninger bekræftede de, at båndet kom fra molekylært vand.

Dette bånd var dog ikke det eneste, der blev opdaget på månens overflade. Et andet 3µm absorptionsbånd blev detekteret, og det kan betyde mere vand.

Dette andet bånd var til stede nær Månens ækvatorregion, på et andet sted end det første bånd.

Så det ser ud til, at placeringen ændrer sig meget i de data, som forskerne indsamler.

I modsætning til 6 µm, som er et meget karakteristisk bånd for vandmolekylet, repræsenterer dette 3 µm-bånd et molekyle, der kan omdanne det til vand, nemlig hydroxyl (O-H).

Det betyder, at vandet også kan være dannet ved kemiske omdannelsesreaktioner fra hydroxyl til vand på månens overflade.

Du spørger måske: "Hvordan er det muligt at have vand på månens overflade?" Eller endda "Hvor kom vandet fra?" Tja, i artiklen har de en teori.

"Der er flere mekanismer for oprindelsen af vand i månejord, som er relevante for vores data," står der i artiklen, og også: "Vand, der findes i månens eksosfære, kan kemisorberes på kornoverflader.

Vand kan blive introduceret af mikrometeoritter med mange flygtige stoffer, og en del af dette vand kan blive tilbageholdt i glassene fra disse nedslag eller introduceret i exosfæren, hvor det er tilgængeligt for kemisorption" (HONNIBALL et al., 2020).

Med andre ord kan vandet komme fra mikrometeoritter, og når de knuses på månens overflade, bliver molekylerne fastholdt i noget, forskerne kalder glas og kornoverflader.

Som sådan konkluderer resultaterne af den offentliggjorte artikel på en konsekvent måde, at der er en eksisterende mekanisme, der producerer vand i månens overflade ved nedslag.

Men desværre er udviklingen i denne proces meget lille, og måske kommer vi aldrig til at se en svømmekonkurrence på Månen. Beklager, folkens, vi må nøjes med vores normale pools, strande, floder og oceaner.

Hvis du vil læse hele artiklen og få flere oplysninger om, er det her:

HONNIBALL, C. I. et al. Molekylært vand opdaget på den solbeskinnede måne af SOFIA. Astronomi i naturen, s. 1-7, 26 ud. 2020.

Hvis du vil lave et sejt billede som dem, du har set her, kan du prøve Mind the Graph! Mind the Graph er en platform, der giver dig mulighed for at præsentere dit forskningsprojekt, digitalt indhold på en mere visuel og attraktiv måde, prøv Mind the Graph! Klik her her at begynde at bruge den.

Og hvis du er en kemiker som mig, kan du bruge Kemi galleri i dit arbejde, ikke mere lidelse ved at skabe molekyler, du kan få smukke molekyler og strukturer her. Tjek Mind the Graph.

Vand i Månen (ikke nok til en swimmingpool) - den infrarøde forklaring

Om Fabricio Pamplona

Vand i Månen (ikke nok til en swimmingpool) - den infrarøde forklaring

Tilmeld dig vores nyhedsbrev

Om Fabricio Pamplona