月球水化受地球磁層影響的第一證據
了解月球水的來源對于研究月球的進化史以及太陽風與月球和其他非大氣物體之間的相互作用是至關重要的。研究人員說,根據物理學家網絡最近的一份報告,太陽風可能不是形成水的離子的唯一來源。來自地球磁層的粒子也可以"撒"水到月球上,這意味著其他行星也可能為它們的衛(wèi)星提供水。
人們發(fā)現,月球極地表面的OH/H2O含量在太陽風和地球磁層中保持著相同的水平。他們認為地球磁層中的粒子(不像太陽風)有助于月球的水化。
在阿波羅登月之前,由于極端的溫度和惡劣的太空環(huán)境,月球被認為像沙漠一樣干燥。自那以后,許多研究發(fā)現月球上有水:暗極地火山口的冰,火山巖中的水,以及月球土壤中意外的銹菌沉積。盡管有這些發(fā)現,月球地表水的范圍和來源還沒有得到真正的證實。
雖然太陽風可能是月球表面的一個水源,但計算機模型顯示,大約在滿月三天后,高達一半的水會在高緯度地區(qū)蒸發(fā),因為它會穿過地球的磁層。
流行的理論認為,一方面,帶正電荷的氫離子轟擊月球表面,在太陽風的推動下自發(fā)地形成水;另一方面,地球的"守門員"磁層可以阻止太陽風到達月球。但研究人員分析了月球表面的OH/H2O,發(fā)現月球表面的水并沒有在地球磁層屏蔽下消失。
通過比較太陽輻射穿越地球磁層之前、期間和之后的一系列月球表面地圖,研究人員發(fā)現月球上的水可以由地球磁層離子流(又稱"地球風")補充。Temis-Artemis探測器描述了太陽風和地球磁層風中離子的獨特特征,而月亮女神探測器則證實了這些離子來自月球附近的存在。
早些時候,月球女神探測器在滿月期間的觀測發(fā)現,高濃度的氧同位素從地球的臭氧層泄漏出來,進入月球的土壤;同時,在地球的逃逸層中也發(fā)現了大量的氫離子。這些磁層粒子的混合流動與太陽風的混合流動是根本不同的。因此,這項研究中對月球表層水的最新測試駁斥了地球磁層屏蔽假說。相反,研究表明,地球磁層本身創(chuàng)造了一座"水橋",它可以補充月球的水。