多年來,科學(xué)家一直認(rèn)為,月球兩極寒冷的環(huán)形山中存在水冰。這對(duì)科學(xué)研究而言是個(gè)好消息,它也是潛在的資源?,F(xiàn)在,研究人員發(fā)現(xiàn)了為什么冰在一個(gè)極其干燥的世界上持續(xù)存在的原因——一些極地隕石坑可能受古代磁場(chǎng)的保護(hù)。
“這真的很令人興奮。”未參加這項(xiàng)研究的美國宇航局前首席科學(xué)家Jim Green說,“它讓這些地方變得更加讓人著迷。”
數(shù)百個(gè)極地隕石坑處于永久陰影中,這是因?yàn)樵虑驅(qū)μ柕膬A斜度很小,為1.5°,而地球?yàn)?3.4°。太陽永遠(yuǎn)不會(huì)從隕石坑周邊升起,因此將溫度保持在-250攝氏度。在一些坑中,航天器上的雷達(dá)儀器檢測(cè)到了水冰的反射特征,這可能是彗星撞擊造成的。
2018年,科學(xué)家利用印度“月船1號(hào)”月球探測(cè)器上的儀器,報(bào)告了極地冰分子是如何吸收紅外光的測(cè)量結(jié)果。這是迄今最確鑿的證據(jù)之一。
然而,解釋冰的存在一直是個(gè)挑戰(zhàn)。雖然太陽光不能抵達(dá)隕石坑,但太陽風(fēng)可以。這些帶電粒子可以在被稱為“濺射”的過程中,一個(gè)分子一個(gè)分子地破壞冰。
未參加這項(xiàng)研究的夏威夷大學(xué)馬諾阿分校行星科學(xué)家Paul Lucey說,“它具有高度腐蝕性。這些冰將在幾百萬年內(nèi)消失。”
亞利桑那大學(xué)行星科學(xué)家Lon Hood和同事現(xiàn)在確認(rèn)了為什么冰會(huì)一直存在。近日在休斯頓舉行的月球與行星科學(xué)會(huì)議上,他們發(fā)表了一項(xiàng)研究,表明月球古代遺留下來的磁異??赡鼙Wo(hù)著這些隕石坑。
“這些異?,F(xiàn)象可以使太陽風(fēng)偏轉(zhuǎn)。”Hood說,“我們認(rèn)為,它們?cè)谄帘斡谰藐幱皡^(qū)域方面可能非常重要。”
自從1971年和1972年阿波羅15號(hào)和16號(hào)任務(wù)以來,研究人員就已經(jīng)知道了這些異常現(xiàn)象,當(dāng)時(shí)宇航員測(cè)量了有異常磁場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)域。目前已知一些異常區(qū)域的直徑可達(dá)數(shù)百公里。
盡管它們的起源仍有爭(zhēng)議,但有一種可能性是,它們是在40多億年前月球有磁場(chǎng)、富含鐵的小行星撞擊其表面時(shí)產(chǎn)生的。由此產(chǎn)生的熔融材料可能已被永久磁化。
人們認(rèn)為,在月球表面存在數(shù)千種異?,F(xiàn)象,但Hood利用日本“月亮女神號(hào)”月球探測(cè)器的數(shù)據(jù)詳細(xì)繪制了南極的異常。他發(fā)現(xiàn)至少兩個(gè)異常的永久陰影隕石坑——Sverdrup和Shoemaker,而且可能還有更多。盡管殘余磁場(chǎng)僅為地球的數(shù)千分之一,但它們足以偏轉(zhuǎn)太陽風(fēng)。
已知異常的隕石坑可能成為科學(xué)研究和探索的主要目標(biāo)。美國宇航局已經(jīng)計(jì)劃在明年發(fā)射名為“毒蛇”的探測(cè)器前往月球南極地區(qū)。作為阿爾忒彌斯計(jì)劃的一部分,該機(jī)構(gòu)打算在本十年晚些時(shí)候?qū)⑷祟愃屯抢?。?duì)冰的研究可以揭示它是如何輸送的,這反過來可能會(huì)揭示地球是如何獲得水的。
目前需要更多數(shù)據(jù)證實(shí)這些磁場(chǎng)的保護(hù)作用。Hood希望在隕石坑表面放置一個(gè)太陽風(fēng)儀器,可以測(cè)量通過隕石坑邊緣的帶電粒子。“我們還需要收集樣本,并確定什么被磁化了。”
但目前沒有這類任務(wù)的計(jì)劃??紤]到許多太空機(jī)構(gòu)重新關(guān)注月球,Lucey認(rèn)為,這些含冰隕石坑的神秘性需要加以研究。“為什么有的地方結(jié)冰,有的地方不結(jié)冰?” Lucey說,“需要研究這些磁場(chǎng),作出一種可能的解釋。”(作者:王方 )

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