2019-04-16 06:18:01
流星体撞击从月球中喷出宝贵的水

来自美国国家航空航天局和约翰霍普金斯大学应用物理实验室的研究人员在马里兰州劳雷尔报告说,撞击月球的流星体流为月球大气层注入了短暂的水蒸气。

这些发现将有助于科学家了解月球水的历史 - 这是维持月球长期作战和人类探索深空的潜在资源。模型曾预测流星体撞击可以将月球中的水作为蒸汽释放出来,但科学家尚未观察到这种现象。

现在,该团队已经在NASA的月球大气和尘埃环境探测器收集的数据中发现了数十个这样的事件。 LADEE是一个机器人任务,围绕月球轨道收集关于薄月球大气的结构和组成的详细信息,并确定是否将尘埃放入月球天空。

“我们将大部分事件追溯到已知的流星体流,但真正令人惊讶的部分是我们还发现了以前未被发现的四个流星体流的证据,”美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心和大学的迈赫迪·本纳说。马里兰州巴尔的摩郡。 Benna是该研究的主要作者,发表在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。

有证据表明月球有水(H2O)和羟基(OH),相对于H2O更具反应性。但关于水的起源的争论仍在继续,无论是广泛分布还是存在多少水。

美国宇航局位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心的LADEE项目科学家理查德·埃尔菲奇说:“月球大部分时间里的大气中都没有大量的H2O或OH。” “但是当月亮通过这些流星体流中的一条时,我们会喷出足够的蒸汽来探测它。然后,当事件结束时,H2O或OH就会消失。”

月球科学家经常使用术语“水”来指代H2O和OH。确定H2O的含量和OH含量是未来月球任务可能解决的问题。

LADEE由美国国家航空航天局位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心建造和管理,使用由戈达德建造的仪器中性质谱仪检测蒸汽。该任务于2013年10月至2014年4月在月球轨道上运行,并收集了有关月球大气结构和组成的详细信息,或更准确地说,是“外层 - 月球周围微弱的气体包层”。

为了释放水,流星体必须穿透表面下方至少3英寸(8厘米)。在这个干燥的顶层下面是一个薄的过渡层,然后是一个水合层,水分子可能会粘附在一些土壤和岩石上,称为风化层。

根据外层水的测量结果,研究人员计算出水合层的水浓度约为200-500ppm,或约0.02-0.05%(重量)。这种浓度比最干燥的陆地土壤干燥得多,并且与早期研究一致。它非常干燥,需要处理超过一公吨的风化层才能收集16盎司的水。

因为月球表面的材料是蓬松的,即使是一个半英寸(5毫米)的流星体也可以穿透到足以释放一股蒸汽。每次撞击时,一个小的冲击波扇出并从周围区域喷出水。

当流星体流在月球表面下降时,释放的水将进入外层并通过它传播。大约三分之二的蒸汽逃逸到太空,但大约三分之一的土地回到月球表面。

这些发现可以帮助解释在极地附近的陨石坑黑暗区域的冷陷阱中冰的沉积。月球上大部分已知的水位于冷阱中,温度很低,以至于遇到水面的水蒸气和其他挥发物将在很长一段时间内保持稳定,可能高达数十亿年。流星罢工可以将水输入和输出冷阱。

该团队排除了检测到的所有水都来自流星体本身的可能性。

“我们知道有些水必须来自月球,因为释放的水量大于进入流星体内的水量,”该论文的第二作者,约翰霍普金斯大学的Dana Hurley说。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发生的反应。

“失去的水可能是古老的,要么追溯到月球的形成,要么在其历史的早期存放,”本纳说。

NASA正在与商业和国际合作伙伴一起引领可持续的月球回归,以扩大人类在太空中的存在并带回新的知识和机会。

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