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NASA在月球日照面检测出水分子

2020年11月11日 海洋宇宙

美国国家航空航天局(NASA)日前宣布,首次在月球表面有阳光照射的地区检测出了水分子。以前普遍认为月球南极和北极没有阳光照射的区域存在水,而NASA此次宣布“整个月球表面可能都存在水”。NASA表示,今后的课题是查清水在没有大气层的月球表面是如何保持存在的机理。

研究团队分析了NASA与德国航空航天中心(DLR)的平流层红外天文台“索菲娅”2018年实施的试验观测的结果,从月球南半球日照面的“克拉维斯环形山”中检测出的水分子极其微量,浓度为100~412ppm(1ppm为100万分之1)。研究认为,这些水分子被封闭在了由陨石等撞击形成的玻璃和土壤颗粒的缝隙中。

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从月球的克拉维斯环形山中检测出水分子的示意图(图片由NASA提供)

NASA表示,这个结果提出了新的疑问,即水是如何产生的,以及为何在没有大气的恶劣环境中还没有消散到太空中。关于存在水的原因,NASA列举了两种可能性,一种是含有水的陨石撞击了月球,另一种是来自太阳的氢气在月球表面与矿物中含有的氧气发生反应形成了羟基,然后通过辐射转化成了水。

美国的阿波罗计划当初得出了月球表面没有水的结论。但1990年代,美国的月球探测器在极地地区观测到冰状物体和氢原子,提出了月球存在水的可能性。2018年,美国的研究团队根据NASA在印度的探测器上搭载的观测设备取得的数据宣布,极地没有阳光照射的区域存在水。

美国预定2024年继阿波罗计划之后再次实现载人登月,目前正在与日本及欧洲一些国家共同推进关于月球探测和开发的“阿尔忒弥斯计划”。如果能开采出水并分解成氢气和氧气,则有望作为火箭的燃料等使用。不过,研究人员对水的存在和存在量有不同的看法,目前尚不清楚能否供人类使用,还要继续进行探测和研究。

索菲娅是在大型喷气式客机“波音747SP”上安装了直径为2.5米的反射望远镜的“飞行天文台”。最高飞行高度约为14千米,可以观测在地面上被大气层遮挡的太空红外线。

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平流层红外天文台“索菲娅”(图片由NASA提供)

研究团队由美国夏威夷大学、佐治亚理工学院和NASA等组成。相关研究成果已发布在10月26日的英国天文和太空科学期刊《Nature Astronomy》上。当天另一个研究团队也发表了一篇论文,认为月球极地存在的微小地形"冷阱"(没有阳光照射,水以冰的状态存在)的数量比以前认为的更多。

日语原文

日文: JST Science Portal 编辑部
中文:JST客观日本编辑部