美國國家航空太空局(NASA)日前宣佈,首次在月球表面有陽光照射的地區檢測出了水分子。以前普遍認爲月球南極和北極沒有陽光照射的區域存在水,而NASA此次宣佈「整個月球表面可能都存在水」。NASA表示,今後的課題是查清水在沒有大氣層的月球表面是如何保持存在的機制。
研究團隊分析了NASA與德國航空太空中心(DLR)的平流層紅外天文臺「索菲婭」2018年實施的試驗觀測的結果,從月球南半球日照面的「開維斯環形山」中檢測出的水分子極其微量,濃度爲100~412ppm(1ppm爲100萬分之1)。研究認爲,這些水分子被封閉在了由隕石等撞擊形成的玻璃和土壤顆粒的縫隙中。
從月球的開維斯環形山中檢測出水分子的示意圖(圖片由NASA提供)
NASA表示,這個結果提出了新的疑問,即水是如何產生的,以及爲何在沒有大氣的惡劣環境中還沒有消散到太空中。關於存在水的終極因數,NASA列舉了兩種可能性,一種是含有水的隕石撞擊了月球,另一種是來自太陽的氫氣在月球表面與礦產中含有的氧氣發生反應形成了羥基,然後透過輻射轉化成了水。
美國的阿波羅計劃當初得出了月球表面沒有水的結論。但1990年代,美國的月球探測器在極地地區觀測到冰狀物體和氫原子,提出了月球存在水的可能性。2018年,美國的研究團隊根據NASA在印度的偵檢器上搭載的觀測設備取得的資料宣佈,極地沒有陽光照射的區域存在水。
美國預定2024年繼阿波羅計劃之後再次實施載人登月,目前正在與日本及歐洲一些國家共同推進關於月球探測和開發的「阿爾忒彌斯計劃」。如果能開採出水並分解成氫氣和氧氣,則有望作爲火箭的燃料等使用。不過,研究人員對水的存在和存在量有不同的看法,目前尚不清楚能否供人類使用,還要繼續操作進行探測和研究。
索菲婭是在大型噴氣式客機「波音747SP」上安裝了直徑爲2.5米的反光遠鏡的「飛行天文臺」。最高飛行高度約爲14千米,可以觀測在地面上被大氣層遮擋的太空紅外線。
平流層紅外天文臺「索菲婭」(圖片由NASA提供)
研究團隊由美國夏威夷大學、佐治亞理工學院和NASA等組成。相關研究成果已發佈在10月26日的英國天文和太空科學期刊《Nature Astronomy》上。當天另一個研究團隊也發表了一篇論文,認爲月球極地存在的微小地形"冷阱"(沒有陽光照射,水以冰的狀態存在)的數量比以前認爲的更多。
日文: JST Science Portal 編輯部
中文:JST客觀日本編輯部