月球水合作用受地球磁层影响证据首现

仙仙

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H+轰击月球表面，并反应生成水；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H+。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。（科技日报记者张佳欣）