月球水合作用受地球磁层影响证据首现
来源:科技日报
发布时间:2021-02-01
浏览次数:522

        了解月球水的来源对于研究月球进化史、太阳风与月球及其他无大气天体的相互作用至关重要。据物理学家组织网近日报道,发表在《天体物理学快报》上的一项国际研究表明,太阳风可能不是形成水的离子的唯一来源。研究人员表示,来自地球磁层的粒子也可以为月球“播撒”水,这意味着其他行星也可能为其卫星提供水。

       研究发现,月球极地表面OH/H2O的丰富程度在太阳风和地球磁层中保持相同水平。他们认为,来自地球磁层的粒子(不同于太阳风)有助于月球的水合作用。

       在阿波罗登月时代之前,由于极端温度和太空环境的恶劣,月球曾被认为像沙漠一样干燥。此后,许多研究发现了月球上有水:在阴暗的两极陨石坑中有冰,在火山岩中有水,在月球土壤中有意想不到的铁锈沉积物。尽管有了这些发现,但对于月球地表水的范围和来源仍然未能真正确认。

       虽然太阳风可能是月球表面水的来源,但计算机模型显示,在满月后大约3天内,当太阳风经过地球磁层时,在高纬度地区,多达一半的水会蒸发消失。

       流行的理论认为,一方面,在太阳风推动下,带正电的氢离子轰击月球表面,并自发反应生成水;另一方面,地球的“守门员”磁层可以阻挡太阳风到达月球。但研究人员分析月球表面的OH/H2O发现,月球表面的水在地球磁层屏蔽下不会消失。

       通过比较太阳辐射穿过地球磁层之前、期间和之后的一系列月球水面图,研究人员发现,月球上的水可以由地球磁层离子流动(也被称为“地球风”)补充。“忒米斯-阿尔忒弥斯号”探测器描绘了太阳风和地球磁层风中离子的独特特征,“月亮女神号”探测器则证实了这些来自地球的离子在月球附近的存在。

       此前,“月亮女神号”探测器在月圆时的观测发现,高浓度的氧同位素从地球臭氧层中泄漏出来,进入月球的土壤中;同时,在地球散逸层中也发现了大量的氢离子。这些磁层粒子的混合流动从根本上不同于太阳风的流动。因此,这项研究中对月球地表水的最新检测驳斥了地球磁层屏蔽假说。相反,研究认为,地球磁层本身就创造了一座“水桥”,可以为月球补充水分。
 

       总编辑圈点

       地球磁层可以使太阳风中的大量高能粒子偏转方向,从而使地球上空的大气得以留存,使地球上的生命不受太阳风的伤害,也使许多通讯设备免受太阳风严重干扰,可以说它是地球的“保护伞”。谁能想到,地球磁层的粒子还扮演着“水桥”的角色,为月球送水呢?只能说,天体之间的相互联系和作用太奇妙了,每次发现都在不断刷新我们的认知。

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