Fin septembre, une équipe de scientifiques a annoncé la découverte de signatures de molécules d’eau sur une grande partie de la surface de la Lune. Maintenant, un deuxième instrument à bord de l’orbiteur lunaire indien Chandrayaan-1 confirme la façon dont l’eau est produite. L'analyseur réfléchissant l'atome Sub keV (SARA) corrobore que les particules électriquement chargées du soleil interagissent avec l'oxygène présent dans certains grains de poussière sur la surface lunaire pour produire de l'eau. Mais les résultats révèlent un nouveau mystère de la raison pour laquelle certains protons sont réfléchis et non absorbés.
Les scientifiques ont comparé la surface de la Lune à une grosse éponge qui absorbe les particules chargées électriquement. La surface lunaire est une collection lâche de grains de poussière irréguliers, ou régolithe, et les particules chargées entrantes doivent être piégées dans les espaces entre les grains et absorbées. Lorsque cela arrive aux protons, ils devraient interagir avec l'oxygène dans le régolithe lunaire pour produire de l'hydroxyle et de l'eau.
Les résultats de la SARA confirment les conclusions du Moon Mineralogy Mapper (M3) de Chandrayaan-1 selon lesquelles les noyaux d'hydrogène solaire sont effectivement absorbés par le régolithe lunaire; cependant, les données de la LEP montrent que tous les protons ne sont pas absorbés. Un sur cinq rebondit dans l'espace. Dans le processus, le proton se joint à un électron pour devenir un atome d'hydrogène.
«Nous ne nous attendions pas du tout à cela», explique Stas Barabash, de l'Institut suédois de physique spatiale, qui est le chercheur principal européen pour SARA.
Bien que Barabash et ses collègues ne sachent pas ce qui cause les reflets, la découverte ouvre la voie à un nouveau type d'image à faire. Malheureusement, comme l'orbiteur Chandrayaan-1 ne fonctionne plus, de nouvelles données ne peuvent pas être prises. Cependant, l'équipe peut travailler avec des données déjà collectées pour poursuivre l'étude du processus.
L’hydrogène décolle à une vitesse d’environ 200 km / s et s’échappe sans être dévié par la faible gravité de la Lune. L'hydrogène est également électriquement neutre et n'est pas détourné par les champs magnétiques dans l'espace. Les atomes volent donc en ligne droite, tout comme les photons de lumière. En principe, chaque atome peut être retracé jusqu'à son origine et une image de la surface peut être réalisée. Les zones qui émettent le plus d'hydrogène seront les plus brillantes.
Alors que la Lune ne génère pas de champ magnétique global, certaines roches lunaires sont magnétisées. Barabash et son équipe créent actuellement des images à partir des données collectées, pour rechercher de telles «anomalies magnétiques» dans les roches lunaires. Ceux-ci génèrent des bulles magnétiques qui détournent les protons entrants dans les régions environnantes, faisant apparaître les roches magnétiques dans une image d'hydrogène sombre.
Les protons entrants font partie du vent solaire, un flux constant de particules émises par le Soleil. Ils entrent en collision avec tous les objets célestes du système solaire mais sont généralement arrêtés par l'atmosphère du corps. Sur des corps dépourvus d'un tel bouclier naturel, par exemple les astéroïdes ou la planète Mercure, le vent solaire atteint le sol. L'équipe SARA s'attend à ce que ces objets reflètent également de nombreux protons entrants dans l'espace sous forme d'atomes d'hydrogène.
Les scientifiques de la mission BepiColombo de l’ESA auprès de Mercure espèrent étudier l’interaction entre les particules chargées et la surface de Mercure. Le vaisseau spatial transportera deux instruments similaires à SARA et pourrait constater que la planète la plus intérieure réfléchit plus d'hydrogène que la Lune parce que le vent solaire est plus concentré plus près du Soleil.
Source: ESA
