流星体罢工从月球上喷出珍贵的水

2020年3月27日 0 作者 atuo

来自美国宇航局和马里兰州劳雷尔市约翰霍普金斯大学应用物理实验室的研究人员报告说,撞击月球的流星体使稀薄的月球大气充满了短暂的水蒸气。

这些发现将帮助科学家了解月球水的历史,月球水是维持月球长期运行和人类对深空的探索的潜在资源。模型曾预测流星体的撞击会从月球以蒸气的形式释放出水,但科学家尚未观察到这种现象。

现在,该团队在NASA的“月球大气”和“尘埃环境资源管理器”收集的数据中发现了数十种此类事件。LADEE是绕月球飞行的机器人任务,旨在收集有关稀薄月球大气的结构和成分的详细信息,并确定是否将尘埃放到月球天空中。

“我们将大多数此类事件追踪到了已知的流星体流,但是真正令人惊讶的部分是,我们还发现了先前未发现的四个流星体流的证据,”位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的梅赫迪·本纳说。马里兰巴尔的摩县。本纳(Benna)是该研究的主要作者,发表在“ 自然地质科学 ”(Nature Geoscience)上。

LADEE观测到的新发现的流星体流发生在2014年1月9日,4月2日,4月5日和4月9日。

有证据表明,月球具有水(H 2 O)和羟基(OH),它们是相对活泼的H 2 O 亲戚。但是关于水的起源,是否广泛分布以及可能存在多少的争论仍在继续。

加利福尼亚州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心的LADEE项目科学家理查德·埃尔菲克(Richard Elphic)说:“月亮在大多数时间里在大气中没有大量的H 2 O或OH。” “但是,当月球穿过这些流星体中的一条流时,足够的蒸汽喷射出来,供我们探测到。然后,当事件结束时,H 2 O或OH消失了。”

月球科学家经常使用“水”一词来指代H 2 O和OH。弄清楚存在多少H 2 O和多少OH是未来月球任务可能要解决的问题。

由美国国家航空航天局(NASA)位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)建造和管理的LADEE使用戈达德(Goddard)制造的仪器中性质谱仪(Neutral Mass Spectrometer)检测到了蒸气。该任务于2013年10月至2014年4月绕月球飞行,并收集了有关月球大气的结构和成分的详细信息,或更准确地说,是“月球大气层”(月球周围微弱的气体包裹层)的信息。

为了释放水,流星体必须穿透表面以下至少3英寸(8厘米)。在这个干透的顶层下面是一个薄的过渡层,然后是水合层,其中水分子可能粘附在土壤和岩石上,称为硬骨岩。

通过测量外层水的含量,研究人员计算出水合层的水浓度约为百万分之200至500,即重量百分比约为0.02至0.05。该浓度比最干燥的陆地土壤干燥得多,并且与早期研究一致。如此干燥,以至于收集16盎司的水需要处理超过一公吨的碎石。

因为月球表面的物质是蓬松的,所以即使是跨度不到一英寸(5毫米)的流星体也可以渗透到足够远的距离,从而释放出少量的蒸气。每次撞击时,都会有小小的冲击波散开并从周围区域喷水。

当流星体流降落在月球表面时,释放出的水将进入外层并通过它扩散。大约三分之二的蒸气逃逸到太空中,但是大约三分之一又回到月球表面。

这些发现可能有助于解释两极附近火山口黑暗区域中冷阱中的冰沉积。月球上大多数已知的水都位于冷阱中,那里的温度如此之低,以至于遇到地表的水蒸气和其他挥发物将在很长一段时间内保持稳定,也许长达数十亿年。流星撞击可以将水输送进出冷阱。

研究小组排除了所有检测到的水都来自流星体本身的可能性。

该论文的第二作者约翰·霍普金斯大学的达娜·赫利说:“我们知道某些水一定来自月球,因为释放的水的质量大于进入的流星体中的水的质量。”应用物理实验室。

分析表明,流星体撞击释放水的速度快于太阳风撞击月球表面时产生的反应所产生的水。

贝纳说:“流失的水很可能是古老的,可以追溯到月球的形成,也可以在其历史的早期沉积。”

美国国家航空航天局(NASA)与商业和国际合作伙伴一起引领着月球的可持续回归,以扩大人类在太空中的存在并带回新的知识和机会。