月の水 - 赤外線による説明

さてさて、上の写真はちょっと大げさかもしれませんが、大量の水、魚、船、泳ぐ人たちが月の川で楽しく過ごしている様子です。

ただ、私が言いたかったのは、2020年10月26日ということです、自然天文学は、月に水を検出したことを肯定する研究結果を発表した。しかし、それは水ではなく、その最小単位である「分子水」だったのです。

この研究は、2018年8月31日に望遠鏡SOFIAに接続するFORCASTという赤外線カメラを通じて、月の特定のクレーターに水を検出したことを肯定している。

カメラで6μmの強い発光帯を検出し、他の研究結果や文献値と比較し、データの妥当性を確認しました。

赤外線分析について簡単に説明すると、14000から10cm-1までの電磁スペクトルの広い範囲を理解し、基本的にエネルギーと物質との相互作用を測定するものである。

その相互作用は、以下の通りです。 吸光・発光・反射 あるレベルのエネルギーを持つ。この測定によって、未知の物質だけでなく分子が、その特徴でもあります。

FORCASTが検出した強い6μmの発光帯は、赤外線帯域の特定領域、4000～400cm-1の中赤外からのものです。

この部分は、通常、観察・分析に使用されます。 原振動 分子と関連する構造.固体、液体、気体など、あらゆる形態の物質を分析することが可能です。

このような分子の振動は、分子構造の研究に広く利用されており、非常に単一の分子が、特定の構造特性に合致した特定の周波数のエネルギーを吸収、放出、反射できることが知られている。

これは、分子が静的な物体ではなく、そのケミカル原子間の結合は常に動いており、動的で、異なるレベルのエネルギーと相互作用しています。

例えば、水分子は3種類の振動をすることができます。そのうちの2つは酸素-水素結合の伸長と伸縮で、もう1つは角度のある変形である。

よし、もう気楽に行こう。水分子には2つの結合があるんだろう？そうです。

その2つは、同時に上下する対称的な動きと、一方の債券が上がってもう一方が下がる非対称的な動きがある。

この2つの類型の振動はシンメトリックストレッチとアシンメトリックストレッチ.第3の振動は、上下の動きではなく、もっと、ブランコのような角度のある動きで、次のように呼ばれます。たいしょうへんけい.

どのような振動をする分子なのか、GIFで見てみたい方は、本文中の上の名前をクリックすると確認できます。

さて、記事の内容に戻りましょう。

6μmの強い発光帯は、月の特定領域、高緯度に位置するクラビウスクレーターとその周辺地形で観測されました。

また、惑星に存在する物質を調べ、6μmのH2Oバンドを確認し、検出されたバンドと比較した結果、H2Oの赤外線バンドであることを確認しました。また、惑星に存在する物質を調べ、6 µm の H2O バンドを確認し、検出されたバンドと比較しました。これらの比較から、このバンドが分子水によるものであることを確認しました。

しかし、月面で検出されたのはこのバンドだけではありません。もう一つの3μmの吸収帯が検出されましたが、これはもっと多くの水を意味している可能性があります。

この第2バンドは、月の赤道付近で、第1バンドとは別の場所に存在していました。

ですから、科学者が集めたデータでは、位置が大きく変わるようです。

水分子の非常に特徴的なバンドである6μmとは異なり、この3μmのバンドは、水に変えることができる1つの分子、水酸基（O-H）を表しています。

つまり、水酸化物から月面の水への化学変換反応によっても水が生成される可能性があるということだ。

"どうして月面に水があるのか？"という疑問があるかもしれません。あるいは、"水はどこから来たのか？"という疑問もあるでしょう。さて、記事の中で彼らはある説を唱えています。

"今回のデータに関連する月土壌の水の起源には、いくつかのメカニズムがある。"と論文に書かれており、また："月の外気圏に存在する水は、穀物表面に化学吸着することができる。

揮発性の高い微小隕石によって水が導入されることがあり、この水の一部は、これらの衝突によって生じたガラスに保持されるか、外気圏に導入されて化学吸着に利用できる」（HONNIBALL et al.、2020）。

つまり、水は微小隕石からもたらされ、それが月面に衝突したときに、その分子は科学者たちがガラスや穀物表面と呼ぶものに保持されるのです。

このように、発表された論文の結果は、衝突によって月面に水が生成されるメカニズムが存在することを一貫した形で結論付けている。

しかし、残念ながら、このプロセスの進行は非常に小さく/小さく/小さく、もしかしたら、私たちは月面で水泳競技を見ることはできないかもしれません。残念ですが、私たちは普段のプールやビーチ、川、海で過ごすしかないのです。

記事の全文を読んで、より詳しい情報を得たい方は、こちらをご覧ください。

HONNIBALL, C. I. et al. SOFIAによる太陽に照らされた月での分子水の検出。 ネイチャーアストロノミー, p. 1-7, 26 out.2020.

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