画像クレジット：コーネル大学
月の南極には、常にクレーターの陰にある領域があり、科学者は長い間、氷が堆積する可能性があると信じていました。月を周回する2つの宇宙船によって氷が検出されたという事実にもかかわらず、巨大なアレシボ電波観測所によるこの地域の新しい調査では、氷の表面堆積物を見つけることができませんでした。これは、氷が存在しないという意味ではありませんが、月面の永久凍土のように、表面下の広い領域に閉じ込められている可能性があります。アレシボは、無線スペクトルで非常に特定のエコーシグネチャを提供するため、氷を検出するための優れた機器です。
1990年代の2つの宇宙探査機からの証拠にもかかわらず、レーダー天文学者は月の極で厚い氷の兆候を見つけることができないと言います。研究者によると、月極に水がある場合、水は広く分散し、ダスト層の内部で永久に凍結します。これは、地上の永久凍土に似ています。
National Science Foundation（NSF）のArecibo Observatory、プエルトリコにある70センチメートル（cm）の波長のレーダーシステムを使用して、研究グループは月の極面のさらに深い5メートル（約5.5ヤード）に信号を送信しました以前はこの空間解像度で。 「極に氷がある場合、それをテストするために残された唯一の方法は、直接そこに行き、ほこりの周りの少量を溶かし、質量分析計で水を探すことです」と地球惑星研究センターのブルース・キャンベルは言います。スミソニアン研究所で。
キャンベルは、雑誌「ネイチャー」の2003年11月13日号に掲載された記事「月面極の長波長レーダー探査」の主執筆者です。月の最新のレーダープローブに関する彼の協力者は、コーネル大学の天文学の教授であるドナルドキャンベルでした。スミソニアン天体物理天文台のJ.F.チャンドラー;そして、NSFのためにコーネルの国立天文学および電離層センターによって管理されている、アレシボ天文台のアリス・ハイン、マイク・ノーラン、フィル・ペリラット。
月氷の示唆は、クレメンタイン宇宙船からの無線データが月の南極にあるクレーターの壁に氷の存在のいくつかの兆候を与えた1996年に最初に来ました。次に、1998年に打ち上げられたLunar Prospector宇宙船からの中性子スペクトロメーターデータは、月極の深さ約1メートルのところに水素が存在し、水が含まれていることを示唆しています。しかし、アレシボの12 cm波長レーダーによるレーダープローブは、最大1メートルの深さで厚い氷の形跡を示しませんでした。 「月の探鉱者は、月の土壌の数パーセントの濃度の水氷に相当する、月の極の水素のかなりの濃度を発見しました」とドナルド・キャンベルは言います。 「それはある深さの氷の厚い堆積物の形であるかもしれないという提案がありました、しかし、アレシボからのこの新しいデータはそれをありそうにありません。」
ブルース・キャンベル氏は、「これらの波長のどれを見ても、そのような特徴が見られる場所はありません」と述べています。
ネイチャー紙は、氷が月極に存在する場合、アレシボレーダーイメージングで見つかった「水星の影になっているクレーターで観察された氷の厚い、まとまりのある層」とはかなり異なると述べています。 「水星で見られるものは、せいぜい浅いほこりの層によって埋められる、1メートル以上のオーダーの非常に厚い堆積物です。それが、私たちが月に釘付けにしようとしていたシナリオです」とブルース・キャンベルは言います。研究者によると、水星と月の違いは、月面に衝突する彗星の平均速度が低いこと、最近の水星への彗星の影響、または月の氷の急速な喪失が原因である可能性があります。
月極を水に適したコールドトラップにするのは、マイナス173度（マイナス華氏280度）の温度です。太陽の縁は、月の極で地平線から約2度しか上がらないため、太陽光は深いクレーターに浸透せず、クレーターの床に立っている人は太陽を見ることができません。アレシボレーダーは、月の南極であるシューメーカーとファウスティニの永久的な影にある2つのクレーターの床を探査し、北極では、エルミートの床と大きなクレーターピアリー内のいくつかの小さなクレーターを探査しました。対照的に、クレメンタインは、シャックルトンクレーターの傾斜した壁に焦点を当てました。その床は地球から「見る」ことができません。 「荒れた傾斜面からデータを解釈する方法については議論があります」とブルース・キャンベルは言います。
Areciboレーダープローブは、「コヒーレント後方散乱」と呼ばれる現象を利用するため、特に厚い氷の検出器として優れています。レーダー波は、氷点下をはるかに下回る温度で氷に吸収されることなく長距離を移動できます。氷の内部の不規則性からの反射により、非常に強いレーダーエコーが生成されます。対照的に、月面土壌は吸収性が高く、レーダーエコーほど強くはありません。
元のソース：コーネルニュースリリース
