Přítomnost vody na měsíci předpokládají vědci už deset let díky jejím detekcím popsaným v roce 2009, ty však nebyly zcela jednoznačné. Důvodem bylo to, že její záznam se objevil ve třímikrometrovém infračerveném pásmu, a na této vlnové délce připouštěl dva možné výklady - buď mohlo jít o vodu, nebo o jinou hydroxylovou sloučeninu obsahující vodík a kyslík. 

Je to voda, potvrdilo nové měření

Nyní se tým vědců z Goddardova střediska vesmírných letů NASA, vedený astronomem Caseyem Honniballem, rozhodl tento nález potvrdit či vyvrátit použitím jiné vlnové délky. Infračervené pásmo o délce šesti mikrometrů by mělo v případě výskytu vody (H₂O) ukázat přímku, kterou lze vytvořit pouze dvěma atomy vodíku a jedním atomem kyslíku. Říká se tomu vibrace H-O-H ohybu. 

Reálně se však detekce v tomto pásmu provádí velice obtížně. Dá se pro ni použít pouze stratosférická observatoř pro infračervenou astronomii (přezdívanou podle své anglické zkratky Sofia), což je unikátní dalekohled umístěný ve speciálně upraveném letadle Boeing, jež letí 11 kilometrů nad zemským povrchem, čímž se dostává nad většinu zemské atmosféry. 

"Sofia je jediná současná observatoř, která je těchto pozorování schopná. Vesmírné lodě schopné doletět k Měsíci totiž nemají přístroje, jimiž mohou měřit na šest mikrometrů, a pozemským dalekohledům zase brání v pohledu na infračervený vesmír atmosféra, která blokuje infračervené šestimikrometrové vlnové délky," vysvětlil webu Science Alert jedinečnost nového měření Honniball. "Přístroj Forcast v observatoři Sofia ale může naštěstí šestimikrometrická měření provádět a sledovat Měsíc."

Vědecký tým NASA proto začal pomocí Forcastu pečlivě studovat oblast, v níž byly před jedenácti lety zaznamenány třímikrometrové vlnové délky. Ta se nacházela poblíž měsíčního jižního pólu. A opravdu tam našel emisní linku, ve kterou doufal - onen unikátní podpis, jenž dokáže vytvořit pouze vibrace H-O-H-O-H ohybu.

Na základě svých detekcí odhaduje tým množství vody na 100 až 400 dílů na milion, což odpovídá zhruba sklenici vody na tunu půdy. Výsledky studie zveřejnil odborný titul Nature Astronomy.

Udržela se buď ve skle, nebo v ledu

Neznamená to pochopitelně, že by se na měsíčním povrchu objevovala tekutá jezera. A zmrzlá voda by se okamžitě vypařila ve chvíli, kdy by na ni dopadlo sluneční světlo. Přesto však existuje několik možných způsobů, jak si Měsíc mohl povrchovou vodu uchránit.

"Myslíme si především, že jde o vodu ve skle," uvedl Honniball. 

"Když do Měsíce narazí mikrometeorit, roztaví při nárazu část měsíčního materiálu. Ten se rychle ochladí a vytvoří sklo. Pokud již byla při tomto procesu přítomna voda, která se vytvořila či uvolnila během nárazu, může se její část zachytit ve struktuře skla, jež se mezitím ochladilo."

Další možnou teorii zveřejnil v samostatném článku vědecký tým z University of Colorado Boulder vedený astronomem Paulem Haynem. Tento tým se zaměřil na oblasti věčného stínu, jež se na Měsíci nacházejí v některých polárních kráterech. Ve vysokých zeměpisných šířkách vytvářejí vysoké okraje těchto kráterů takový stín, že se sluneční světlo některých oblastí jejich dna nikdy nedotkne.

Teploty v těchto místech nikdy nestoupnou více než na minus 163 stupňů Celsia, což z nich dělá ledové pasti, v nichž by se mohly uchovat "slzy" vodního ledu. Hayneho tým využil data z vesmírné sondy NASA Lunar Reconnaissance Orbiter a s jejich pomocí spočítal, že velikost trvale zastíněného měsíčního povrchu může činit až 40 tisíc kilometrů čtverečních. A 60 procent z toho je na jižním pólu.

"V těchto chladných pastích jsou teploty tak nízké, že led by se choval jako skála. Pokud se tam dostane voda, po miliardy let nikam neodteče," uvedl Hayne.

Výzva pro měsíční výpravy

Obě studie mají významný dopad na budoucí výpravy na Měsíc. NASA plánuje v rámci své mise Artemis zřídit na Měsíci lidmi obývanou základnu; pokud by se v její blízkosti nacházel bohatý zdroj vody, mohli by jej budoucí "měsíční obyvatelé" využívat jako pitný zdroj, k zavlažování a pěstování plodin nebo dokonce k získání vodíku pro raketové palivo pomocí elektrolýzy. 

Zatím je však otázka, kde přesně se voda nachází a kolik jí tam skutečně je. A to je otázka dalších měření. "Od Sofie jsme dostali další dvě hodiny a požadujeme dalších 72 hodin. S větším množstvím pozorování budeme schopni charakterizovat, jak se voda na měsíčním povrchu chová, a pochopit, kde se nachází její zdroj a jestli jej lze nalézt v blízkosti povrchu," uzavírá Honniball.