นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันมาตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960 ว่าดวงอาทิตย์อาจจะเป็นแหล่งกำเนิดของน้ำบนพื้นผิวของดวงจันทร์ผ่านกระแส “ลมสุริยะ” ที่พุ่งชนพื้นผิวของตลอดเวลา และเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้มีการทดลองภายในห้องปฏิบัติการที่จำลองสภาพแวดล้อมให้ใกล้เคียงกับดวงจันทร์มากที่สุด ซึ่งพิสูจน์ว่าแล้วลมสุริยะสามารถก่อให้เกิดน้ำบนพื้นผิวได้

ภาพวาดจำลองลักษณะของน้ำที่อยู่ในแอ่งอุกกาบาตของดวงจันทร์ที่ไม่เคยถูกแสงแดดมาก่อนนับล้านปี ซึ่งน่าจะเป็นแหล่งที่พบน้ำบนพื้นผิวของดวงจันทร์ได้

แม้สิ่งนี้จะเป็นแนวคิดที่มีมาตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960 แต่เมื่อการทดลองบ่งบอกว่าสิ่งนี้มีความเป็นไปได้ที่จะเป็นจริงนั้นหมายถึงมันกำลังเปลี่ยนกระบวนการความเข้าใจเกี่ยวกับแหล่งน้ำแข็งที่มีอยู่บริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ อาจจะไม่ใช่น้ำแข็งที่มาจากเมื่อหลายพันล้านปีก่อนเพียงอย่างเดียว

โดยธรรมชาติของลมสุริยะนั้นจะพัดอย่างต่อเนื่องและหอบโปรตอนมาด้วย เราสามารถกล่าวได้ว่าโปรตอนคืออะตอมของธาตุไฮโดรเจนที่สูญเสียอิเล็กตรอนไป เมื่อโปรตอนเดินทางมาที่บริเวณพื้นผิวของดวงจันทร์อาจเกิดการชนกับอิเล็กตรอนที่อยู่เหนือพื้นผิวและกลายสภาพเป็นอะตอมของไฮโดรเจนที่สมบูรณ์บริเวณนั้น จากนั้นอะตอมของไฮโดรเจนจะเคลื่อนที่ลงไปในเนื้อพื้นผิวของดวงจันทร์และจับตัวกับอะตอมออกซิเจนที่มีอยู่เป็นจำนวนมากใต้พื้นดินที่พบมากจากแร่ธาตุ เช่น ซิลิกา เกิดเป็นโมเลกุลของไฮดรอกซิล (OH-) ที่เป็นโมเลกุลส่วนประกอบของน้ำนั้นเอง

ภาพตำแหน่งของน้ำบนดวงจันทร์ที่ตรวจจับได้จากยานอวกาศ ภาพซ้ายเป็นตำแหน่งขั้วใต้ ภาพขวาเป็นตำแหน่งขั้วเหนือ

สิ่งนี้สอดคล้องกับทั้งหลักฐานการพบโมเลกุลไฮดรอกซิลและน้ำบนพื้นผิวด้านบนของดวงจันทร์ซึ่งลึกเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คาดการณ์กันว่าลมสุริยะคือปัจจัยหลักที่หอบนำโมเลกุลที่พร้อมสำหรับการก่อกำเนิดน้ำมายังดวงจันทร์ แต่แรงกระตุ้นอื่น ๆ จากทั้งการพุ่งชนจากอุกกาบาตขนาดเล็กหรือความร้อนจากกิจกรรมต่าง ๆ บนพื้นผิวก็เป็นส่วนที่เร่งการเกิดปฏิกิริยาเคมี

หลักฐานอีกชิ้นหนึ่งหลักฐานคือการที่นักวิจัยของ NASA Goddard ได้พบคือสัญญาณการพบน้ำบนพื้นผิวของดวงจันทร์นั้นเปลี่ยนแปลงไปตามช่วงเวลาในแต่ละวันบนดวงจันทร์ ในบางภูมิภาค สัญญาณของน้ำที่ตรวจพบจะแรงขึ้นในตอนเช้าที่อากาศเย็นและจะค่อย ๆ จางลงเมื่อพื้นผิวร้อนขึ้น ซึ่งอาจเป็นเพราะโมเลกุลของน้ำและไฮโดรเจนเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ หรือหลุดออกไปในอวกาศเมื่ออากาศร้อนขึ้น แต่เมื่อตกกลางคืนสัญญาณของน้ำบนดวงจันทร์ก็จะกลับมาสูงขึ้น ซึ่งอาจเกิดจากการเย็นตัวลงของพื้นผิวดวงจันทร์ ซึ่งนี่คือหนึ่งในหลักฐานสัญญาณที่บ่งบอกว่าลมสุริยะคอยเติมน้ำลงบนผิวดวงจันทร์อยู่ในทุกวัน

ภาพ infographic แนวคิดเกี่ยวกับน้ำบนดวงจันทร์ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 จวบจนถึงตอนนี้

เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้ นักวิจัยจาก NASA Goddard ได้นำตัวอย่างดินดวงจันทร์ที่เก็บมาจากโครงการอะพอลโล 17 ตั้งอยู่ในสภาพแวดล้อมที่จำลองให้คล้ายกับดวงจันทร์ สถานที่ที่ดินเหล่านี้เคยสัมผัสในแต่ละวัน ทีมนักวิจัยจะนำตัวอย่างดินดวงจันทร์เก่าไปอบจนร้อนเพื่อไล่ความชื้นในดินเหล่านี้ออกไปให้ได้มากที่สุดจนไม่เหลือน้ำ จากนั้นจะนำดินแห้ง ๆ ไปอาบรังสีเป็นระยะเวลาหลายวันเพื่อจำลองลักษณะที่ดวงจันทร์สัมผัสกับรังสีจากดวงอาทิตย์เป็นปริมาณรังสีที่เท่ากับ 80,000 ปี และตรวจวัดโดยเครื่องมือที่มีลักษณะเดียวกับที่ใช้ในยานอวกาศ

ผลจากการตรวจวัดระบุว่ามีสัญญาณการค้นพบน้ำเพิ่มขึ้น ถึงแม้ว่าสุดท้ายนักวิจัยจะยังไม่สามารถสรุปได้แน่ชัดว่าสิ่งที่พวกเขาค้นพบนั้นเป็นเพียงไฮดรอกซิลหรือน้ำจริง ๆ แต่มันก็เปลี่ยนแปลงกระบวนการในการเข้าใจว่าน้ำบนดวงจันทร์นั้นไม่ได้มาจากแหล่งน้ำในสมัยโบราณแต่เพียงอย่างเดียว แต่ยังคงสามารถเกิดขึ้นจากลมสุริยะและกระบวนการทางเคมีบนพื้นผิวของดวงจันทร์เพิ่มเติมได้อีกด้วย

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

การทดลองพิสูจน์แล้ว “ลมสุริยะ” สามารถสร้างน้ำบนพื้นผิวของดวงจันทร์ได้