В 2018 году астрономы НАСА обнаружили первые доказательства существования водяного льда на Луне. Скрываясь на дне черных как смоль кратеров на северном и южном полюсах Луны, лед был заперт в вечной тени и, похоже, сохранился нетронутым солнечными лучами, возможно, в течение миллионов лет.

Однако обнаружение водяного льда сопровождалось новой загадкой. Хотя эти полярные кратеры защищены от прямого солнечного света, они не защищены от солнечного ветра — волн заряженных частиц, которые вырываются из Солнца со скоростью сотни миль в секунду. Этот ионизированный ветер обладает высокой эрозионной активностью и должен был давно разрушить лед на Луне, сказал в интервью Science Пол Люси, планетарный ученый из Гавайского университета. И в отличие от Земли, у Луны больше нет магнитного щита, который защищал бы ее от удара этих заряженных частиц.

Как же тогда сохранился полярный лед на Луне? Новая карта южного полюса Луны и странные очаги магнитного поля, которые там находятся, могут дать ответ на этот вопрос.

В исследовании, представленном на Конференции по лунным и планетарным наукам в прошлом месяце, ученые из Университета Аризоны поделились своей картой магнитных аномалий — областей лунной поверхности, которые содержат необычно сильные магнитные поля — разбросанных по южному полюсу Луны. Эти аномалии, впервые обнаруженные во время миссий Аполлон 15 и 16 в 1970-х годах, по мнению НАСА, являются остатками древнего магнитного щита Луны, который, вероятно, исчез миллиарды лет назад.

Магнитные аномалии пересекаются с несколькими крупными полярными кратерами, которые находятся в постоянной тени и могут содержать древние залежи льда. По мнению исследователей, эти аномалии могут служить крошечными магнитными щитами, которые защищают лунный водяной лед от постоянной бомбардировки солнечным ветром.

«Эти аномалии могут отклонять солнечный ветер», — сказал в интервью Science Лон Худ, планетарный ученый из Университета Аризоны. «Мы думаем, что они могут быть весьма существенными для защиты постоянно затененных областей».

В своем исследовании авторы объединили 12 региональных карт южного полюса Луны, первоначально составленных японским космическим аппаратом «Кагуя», который вращался вокруг Луны с 2007 по 2009 год. Среди научных инструментов аппарата был магнитометр, способный обнаружить очаги магнетизма на лунной поверхности.

Имея на руках сводную карту, исследователи увидели, что магнитные аномалии совпадают, по крайней мере, с двумя постоянно затененными кратерами — Шумейкер и Свердруп — на южном полюсе Луны. Хотя сила этих аномалий составляет лишь малую часть силы магнитного поля Земли, они все же могут «значительно отклонять ионную бомбардировку» солнечного ветра, заявили исследователи в своей презентации. Это может быть ключом к долговечности водяного льда на Луне.

Никто точно не знает, откуда взялись магнитные аномалии на Луне. Согласно одной из теорий, они возникли около 4 миллиардов лет назад, когда у Луны еще было собственное магнитное поле, говорится в статье 2014 года, написанной Худом в справочнике Encyclopedia of Lunar Science. Когда крупные, богатые железом астероиды врезались в Луну в эту эпоху, они могли создать магматические поверхности, которые медленно остывали в течение сотен тысяч лет, становясь постоянно намагниченными магнитным полем Луны.

Предстоящие лунные миссии могут пролить свет на темные залежи льда на южном полюсе Луны. В рамках миссии «Артемида», которая в конечном итоге вернет человека на поверхность Луны впервые с 1972 года, планируется высадить астронавтов на южном полюсе Луны и создать там постоянную базу. Изучение ледяных отложений в этом регионе может показать, как они были созданы и почему просуществовали так долго.