Il y a un an, la NASA a réussi à percuter une fusée Centaure usée dans le cratère du Cabeus, une région ombragée en permanence au pôle sud lunaire. Le vaisseau spatial «berger» LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) a suivi de près sur les talons de l’impacteur, surveillant le nuage d’éjecta résultant pour voir quels matériaux pourraient être trouvés à l’intérieur de cette région sombre et non étudiée de la Lune. Aujourd'hui, l'équipe LCROSS a publié les résultats les plus récents de son analyse d'un an, et le chercheur principal Tony Colaprete a déclaré à Space Magazine que LCROSS avait trouvé de l'eau et bien plus encore. "Le" beaucoup plus "est en fait aussi intéressant que l'eau", a-t-il dit, "mais la combinaison de l'eau et des divers volatils que nous avons vus est encore plus intéressante - et déroutante."
La fusée Centaur de 2400 kg (5200 livres) a créé un cratère d'environ 25 à 30 mètres de large, et l'équipe LCROSS estime que quelque part entre 4000 kilogrammes (8818 livres) à 6000 kilogrammes (13228 livres) de débris ont été soufflés du cratère sombre et dans le champ de vision LCROSS ensoleillé. L'impact a créé à la fois un nuage d'éjections à angle faible et à angle élevé. (En savoir plus sur le panache inhabituel dans notre interview avec Pete Schultz de LCROSS).
L'équipe LCROSS a pu mesurer une quantité importante d'eau et l'a trouvée sous plusieurs formes. "Nous l'avons mesuré en vapeur d'eau", a déclaré Colaprete, "et plus important encore dans mon esprit, nous l'avons mesuré dans la glace d'eau. La glace est vraiment importante car elle parle de certains niveaux de concentration. »
Avec une combinaison de spectromètres proche infrarouge, ultraviolet et visible à bord du vaisseau spatial de berger, LCROSS a découvert qu'environ 155 kilogrammes (342 livres) de vapeur d'eau et de glace d'eau ont été soufflées hors du cratère et détectées par LCROSS. D'après cela, Colaprete et son équipe estiment qu'environ 5,6% de la masse totale à l'intérieur du cratère Cabeus (plus ou moins 2,9%) pourraient être attribués à la glace d'eau seule.
Colaprete a déclaré qu'il est extrêmement important de trouver de la glace en concentrations - des «blocs» de glace. «Cela signifie qu'il doit y avoir une sorte de processus par lequel il est amélioré, enrichi et concentré afin que vous ayez ce qu'on appelle un cluster critique qui permet la formation de germes et la croissance cristalline et la condensation de la glace. Donc, ce point de données est important parce que maintenant nous devons poser cette question, comment est-il devenu de la glace? » il a dit.
Avec la vapeur d'eau, l'équipe LCROSS a également vu deux «saveurs» d'hydroxyle. "Nous en avons vu un qui émettait comme s'il était juste excité", a déclaré Colaprete, "ce qui signifie que cet OH pourrait provenir de grains - il pourrait s'agir de l'OH adsorbé que nous avons vu dans les données M Cubed, lors de leur publication ou libéré d'un impact chaud et à venir en vue. Nous voyons également une émission de OH qui est appelée émission rapide, qui est unique à l'émission que vous obtenez lorsque OH se forme par photolyse.
Puis vint le «bien plus». Entre les instruments du LCROSS, les observations du Lunar Reconnaissance Orbiter - et en particulier l'instrument LAMP (Lyman Alpha Mapping Project) - le plus volatil en termes de masse totale était le monoxyde de carbone, puis l'eau, le sulfure d'hydrogène. Il y avait ensuite le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre, le méthane, le formaldéhyde, peut-être l'éthylène, l'ammoniac et même le mercure et l'argent.
"Il y a donc une variété d'espèces différentes, et ce qui est intéressant, c'est qu'un certain nombre de ces espèces sont communes à l'eau", a déclaré Colaprete. "Ainsi, par exemple, l'ammoniac et le méthane sont à des concentrations par rapport à la masse d'eau totale que nous avons vues, similaires à ce que vous verriez dans une comète."
Colaprete a déclaré que le fait qu'ils voient le monoxyde de carbone comme plus abondant que l'eau et que le sulfure d'hydrogène existe comme une fraction importante de l'eau totale, suggère une quantité considérable de traitement dans le cratère lui-même.
"Il y a probablement de la chimie sur les grains du cratère noir", a-t-il expliqué. «C'est intéressant parce que comment faire pour que la chimie se déroule à 40 à 50 degrés Kelvin sans soleil? Quelle est l'énergie - s'agit-il de rayons cosmiques, de protons de vent solaire qui se frayent un chemin, s'agit-il d'autres potentiels électriques associés aux régions sombres et claires? Nous ne savons pas. C'est donc, encore une fois, une circonstance où nous avons des données qui n'ont pas beaucoup de sens, mais elles correspondent à certaines conclusions ailleurs, ce qui signifie qu'elles semblent cométaires dans une certaine mesure et ressemblent à ce que nous voyons dans le froid processus des grains dans l'espace interstellaire. »
Colaprete a déclaré que la découverte d'un grand nombre de ces composés était une surprise, comme le monoxyde de carbone, le mercure, et en particulier le méthane et l'hydrogène moléculaire. "Nous avons beaucoup de questions à cause de l'apparition de ces espèces", a-t-il expliqué.
Il y avait également des différences dans les abondances de toutes les espèces au fil du temps - les 4 minutes de temps courtes où ils ont pu surveiller le nuage d'éjecta avant que le vaisseau spatial de berger lui-même n'impacte la Lune. "Nous pouvons en fait déconvoluer, si vous voulez, la libération des substances volatiles en fonction du temps alors que nous examinons de plus en plus les données", a-t-il déclaré. «Et c'est important parce que nous pouvons relier ce qui a été libéré à l'impact initial, ce qui a été libéré sous forme de grains sublimés au soleil et ce qui a été« transpiré »du cratère chaud. C'est donc là que nous en sommes en ce moment, ce n'est pas seulement "Hé, nous avons vu de l'eau et nous en avons vu une quantité importante." Mais en fonction du temps, il y a différentes parties qui sortent et différentes "saveurs" de l'eau, donc nous le démêlons dans un détail de plus en plus fin. C'est important, car nous devons comprendre plus précisément dans quoi nous avons réellement eu un impact. C'est vraiment ce qui nous intéresse, quelles sont les conditions dans lesquelles nous sommes touchés et comment l'eau est-elle distribuée dans le sol dans ce cratère sombre. »
La grande question est donc de savoir comment tous ces différents composés y sont arrivés. Les impacts cométaires semblent offrir la meilleure réponse, mais il pourrait également s'agir du dégazage de la première Lune, de l'apport de vent solaire, d'un autre processus inconnu ou d'une combinaison.
"Nous ne comprenons pas du tout, vraiment", a déclaré Colaprete. «L'analyse et la modélisation en sont vraiment à leurs balbutiements. Cela ne fait que commencer, et maintenant nous avons enfin des données de toutes ces différentes missions pour contraindre les modèles et vraiment nous permettre d'aller au-delà de la spéculation. »
LCROSS était une mission «complémentaire» au lancement du LRO, et la mission avait plusieurs inconnues. Colaprete a déclaré que sa plus grande crainte concernant l'impact et les résultats était de ne pas obtenir de données. "J'avais peur que quelque chose se produise, il n'y aurait pas d'éjecta, pas de vapeur et nous disparaissions simplement dans ce trou noir", a-t-il avoué. "Et cela aurait été regrettable, même si cela aurait été un point de données et nous aurions dû comprendre comment diable cela se produirait."
Mais ils ont obtenu des données, et en abondance qui - comme toute mission réussie - offre plus de questions que de réponses. "C'était vraiment de l'exploration", a déclaré Colaprete. «Nous allions dans un endroit où nous n'étions jamais allés auparavant, un cratère ombragé en permanence dans les pôles de la Lune, nous savions donc que tout ce que nous recevions en termes de données nous laisserait probablement se gratter la tête.»
Source supplémentaire: Science
