Dobra, dobra, może trochę przesadzam na powyższym zdjęciu - ogromna ilość wody, ryby, łodzie i pływacy dobrze się bawiący w księżycowej rzece.

Ale wszystko, co chciałem powiedzieć, to to, że 26 października 2020 r. Nature Astronomy opublikowało badanie potwierdzające, że wykryli wodę na Księżycu. W rzeczywistości nie była to żadna woda, była to woda molekularna - najmniejsza jej jednostka.

Badanie potwierdza wykrycie wody w niektórych kraterach Księżyca za pomocą kamery na podczerwień o nazwie FORCAST podłączonej do teleskopu SOFIA 31 sierpnia 2018 roku.

Kamera wykryła silne pasmo emisji 6 µm, które zostało porównane z innymi badaniami i wartościami literaturowymi, potwierdzając wiarygodność danych.

Prostym wyjaśnieniem analizy podczerwieni jest to, że obejmuje ona szeroki zakres widma elektromagnetycznego, od 14000 do 10 cm-1, co jest zasadniczo pomiarem energii i jej interakcji z materią.

Interakcja ta może odbywać się poprzez pochłaniające, emitujące lub odbijające pewien poziom energii. Pomiar ten może zidentyfikować nie tylko nieznaną cząsteczkę, ale także jej charakterystykę.

Silne pasmo emisji 6 µm wykryte przez FORCAST pochodzi z określonego obszaru pasma podczerwieni, średniej podczerwieni, od 4000 do 400 cm-1.

Ta część jest zwykle używana do obserwacji i analizy drgania podstawowe związane ze strukturą molekularną. Możliwe jest analizowanie substancji w dowolnej postaci - stałej, ciekłej lub gazowej.

Ponieważ drgania takich cząsteczek są szeroko wykorzystywane do badania struktur molekularnych, wiadomo, że bardzo pojedyncza cząsteczka może absorbować, emitować lub odbijać energię w określonej częstotliwości, która odpowiada określonym cechom strukturalnym.

Dzieje się tak, ponieważ cząsteczki nie są obiektami statycznymi, ich wiązania chemiczne między atomami są w ciągłym ruchu, są dynamiczne i oddziałują z różnymi poziomami energii.

Na przykład cząsteczka wody może drgać na trzy różne sposoby. Dwa z nich to wydłużenie i rozciągnięcie wiązania tlen-wodór, a drugi to deformacja kątowa.

Ok, teraz spokojnie: cząsteczka wody ma dwa wiązania, prawda? Tak.

Te dwa mogą poruszać się w sposób symetryczny, z jednoczesnymi wzrostami i spadkami, oraz w sposób asymetryczny, w którym jedna obligacja rośnie, a druga spada.

Te dwa rodzaje wibracji to symetryczne rozciąganie oraz asymetryczny stretch. Trzecia wibracja nie jest ruchem w górę lub w dół, jest bardziej ruchem kątowym, jak huśtawka, zwana symetryczne odkształcenie.

symetryczne rozciąganie

Jeśli chcesz zobaczyć gify, aby lepiej zrozumieć, jaki rodzaj wibracji ma cząsteczka, możesz to sprawdzić, klikając ich nazwy powyżej w tekście. 

Wróćmy teraz do artykułu.

Silne pasmo emisji 6 µm zaobserwowano w określonym obszarze Księżyca, w kraterze Clavius i otaczającym go terenie położonym na wysokich szerokościach geograficznych.

Aby upewnić się, że rzeczywiście obserwują pasmo H2O w podczerwieni, naukowcy wykorzystali wcześniejsze dane dotyczące materiałów zawierających wodę, aby potwierdzić właściwości pasma księżycowego; zbadali również istniejący materiał planety, aby zobaczyć pasmo H2O 6 µm i porównać je z wykrytym pasmem. Na podstawie tych porównań potwierdzili, że pasmo pochodzi od wody molekularnej.

Jednak to pasmo nie było jedynym wykrytym na powierzchni Księżyca. Wykryto również inne pasmo absorpcyjne 3µm, które może oznaczać więcej wody.

To drugie pasmo było obecne w pobliżu równika Księżyca, w innej lokalizacji niż pierwsze pasmo.

Wygląda więc na to, że lokalizacja często zmienia się w danych zebranych przez naukowców.

W odróżnieniu od pasma 6 µm, które jest bardzo charakterystycznym pasmem cząsteczki wody, pasmo 3 µm reprezentuje jedną cząsteczkę, która może przekształcić ją w wodę, hydroksyl (O-H).

Oznacza to, że woda może również powstawać w wyniku reakcji konwersji chemicznej hydroksylu w wodę na powierzchni Księżyca.

Możesz zapytać: "Jak to możliwe, że na powierzchni Księżyca znajduje się woda?". Albo nawet "skąd wzięła się woda?". Cóż, w artykule mają teorię.

"Istnieje kilka mechanizmów pochodzenia wody w glebie księżycowej, które są istotne dla naszych danych", czytamy w artykule, a także: "Woda obecna w księżycowej egzosferze może ulegać chemisorpcji na powierzchniach ziaren.

Woda może być wprowadzana przez bogate w substancje lotne mikrometeoryty, a część tej wody może być zatrzymywana w szkłach powstałych w wyniku tych uderzeń lub wprowadzana do egzosfery, dostępna do chemisorpcji" (HONNIBALL i in., 2020).

Innymi słowy, woda może pochodzić z mikrometeorytów, a gdy rozbiją się one na powierzchni Księżyca, cząsteczki zostaną zatrzymane w czymś, co naukowcy nazwali szkłami i powierzchniami ziaren. 

W związku z tym wyniki opublikowanego artykułu w spójny sposób konkludują, że istnieje istniejący mechanizm, który wytwarza wodę na powierzchni Księżyca w wyniku uderzenia.

Niestety, postęp tego procesu jest bardzo niewielki i być może nigdy nie zobaczymy zawodów pływackich na Księżycu. Niestety, musimy zadowolić się naszymi normalnymi basenami, plażami, rzekami i oceanami.

Jeśli chcesz przeczytać cały artykuł i uzyskać więcej informacji, oto on:

HONNIBALL, C. I. et al. Woda molekularna wykryta na oświetlonym słońcem Księżycu przez SOFIA. Natura Astronomia, s. 1-7, 26 out. 2020.

Teraz, jeśli chcesz zrobić fajne zdjęcie, takie jak te, które widziałeś tutaj, możesz spróbować Mind the Graph! Mind the Graph to platforma, która pozwala zaprezentować swój projekt badawczy, treści cyfrowe w bardziej wizualny i atrakcyjny sposób, spróbuj Mind the Graph! Kliknij tutaj aby zacząć z niego korzystać.

A jeśli jesteś chemikiem takim jak ja, możesz użyć Galeria chemii w swojej pracy, koniec z cierpieniem przy tworzeniu molekuł, możesz mieć tutaj piękne molekuły i struktury. Sprawdź Mind the Graph.

logo-subskrybuj

Zapisz się do naszego newslettera

Ekskluzywne, wysokiej jakości treści na temat skutecznych efektów wizualnych
komunikacja w nauce.

- Ekskluzywny przewodnik
- Wskazówki dotyczące projektowania
- Wiadomości naukowe i trendy
- Samouczki i szablony