Các nhà khoa học của Đại học Hawaii đã phát hiện ra rằng các electron từ dải plasma của Trái đất ảnh hưởng đến quá trình phong hóa của mặt trăng và có thể góp phần hình thành nước. Khám phá này giúp chúng ta hiểu sâu hơn về mối quan hệ giữa Trái đất và Mặt trăng và mang đến cơ hội khám phá trong tương lai.
Một nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học hành tinh tại Đại học Hawaii ở Mānoa dẫn đầu đã phát hiện ra rằng các electron năng lượng cao trong dải plasma của Trái đất đang góp phần vào quá trình phong hóa trên bề mặt mặt trăng và quan trọng là những electron này có thể góp phần hình thành nước trên bề mặt mặt trăng. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên vào ngày 14 tháng 9.
Hiểu được nồng độ và sự phân bố của nước trên Mặt trăng là rất quan trọng để hiểu được sự hình thành và tiến hóa của Mặt trăng cũng như cung cấp tài nguyên nước cho hoạt động khám phá của con người trong tương lai. Phát hiện mới này cũng giúp giải thích nguồn gốc của nước đá trước đây được tìm thấy ở những vùng bị che khuất vĩnh viễn trên mặt trăng.
Do từ tính của Trái đất, có một trường lực gọi là từ quyển bao quanh Trái đất, có tác dụng bảo vệ Trái đất khỏi sự phong hóa không gian và bức xạ gây hại từ mặt trời. Gió mặt trời đẩy và định hình lại từ quyển, tạo thành một cái đuôi dài ở phía đêm. Tấm plasma bên trong đuôi từ là một vùng bao gồm các electron và ion năng lượng cao, có thể có nguồn gốc từ Trái đất và gió mặt trời.
Trước đây, các nhà khoa học tập trung vào vai trò của các ion năng lượng cao trong quá trình phong hóa không gian của mặt trăng và các vật thể không có không khí khác. Gió mặt trời, bao gồm các hạt năng lượng cao như proton, bắn phá bề mặt mặt trăng và được coi là một trong những cách chính hình thành nước trên mặt trăng.
Shuai Li là cộng tác viên nghiên cứu tại Trường Khoa học và Công nghệ Đại dương và Trái đất (SOEST) của Đại học Mānoa. Nghiên cứu trước đây của ông cho thấy oxy trong đuôi từ của Trái đất đang ăn mòn sắt ở các vùng cực của Mặt Trăng.
"Nơi này cung cấp một phòng thí nghiệm tự nhiên để nghiên cứu sự hình thành của nước trên bề mặt mặt trăng." Khi mặt trăng ở bên ngoài đuôi từ, bề mặt mặt trăng bị gió mặt trời bắn phá. Bên trong đuôi từ, nơi hầu như không có proton của gió mặt trời, sự hình thành nước được dự đoán sẽ giảm xuống gần như bằng không.
Li và các đồng tác giả đã phân tích dữ liệu viễn thám được thu thập bởi thiết bị Bản đồ khoáng vật học Mặt trăng của Ấn Độ từ năm 2008 đến năm 2009. Họ đã đánh giá những thay đổi trong quá trình hình thành nước khi Mặt trăng đi qua đuôi từ của Trái đất, bao gồm cả dải plasma.
Li nói: "Tôi rất ngạc nhiên, các quan sát viễn thám cho thấy sự hình thành nước ở đuôi từ của Trái đất gần giống như khi Mặt trăng ở bên ngoài đuôi từ của Trái đất. Điều này cho thấy rằng có thể có các quá trình hình thành nước khác hoặc các nguồn nước mới trong đuôi từ của Trái đất không liên quan trực tiếp đến việc cấy proton gió mặt trời. Đặc biệt, bức xạ của các electron năng lượng cao cho thấy tác động tương tự như các proton trong gió mặt trời. Phát hiện này phù hợp với những khám phá trước đây của tôi về các cực mặt trăng bị rỉ sét cho thấy rằng Mẹ Trái đất có mối liên hệ chặt chẽ với mặt trăng theo nhiều cách chưa được công nhận. "
Trong nghiên cứu trong tương lai, Li hy vọng sẽ tham gia vào các sứ mệnh mặt trăng thông qua chương trình Artemis của NASA để theo dõi môi trường plasma và hàm lượng nước trên bề mặt cực của mặt trăng khi mặt trăng đang ở các giai đoạn khác nhau trong hành trình đi qua đuôi từ của Trái đất.