2009年,我們就在月球地表找到了水存在的跡象,但當時的勘測手段還存在其它的解釋餘地。現在,科學家首次得到了毫不含糊的結論:月球上有水。
因為在2009年我們接收的是3微米紅外波段,分析出的結果有兩種可能——水(H2O),或OH羥基化合物。
美國宇航局戈達德太空飛行中心的天文學家 Casey Honniball 領導的團隊,現在使用6微米的紅外波段證實,那些分子就是H-O-H的結構。
說起來簡單,實際上,這種檢測是非常棘手的。它需要使用紅外天文學平流層天文臺(SOFIA)——一種特殊的、獨一無二的望遠鏡,浮在地球大氣層上。
"SOFIA是目前唯一一個能夠進行這些觀測的天文臺。"Honniball告訴ScienceAlert,"目前的月球太空飛行器上沒有裝載6微米紅外波段的掃描儀器。從地面上看,大氣層阻擋了6微米的光線,因此無法從地面觀測站進行測量。SOFIA飛行在地球99.9%的大氣之上,而幸運的是,SOFIA的FORCAST儀器恰可以接收6微米的波段。"
根據探測,該團隊估計月表的水豐度約為百萬分之100至400——與月球礦物學測繪儀的3微米探測結果一致。
當然,月球表面並沒有液態湖泊,任何水冰被陽光照射到就會升華。但月球仍有其它貯藏水分的方式。
"我們認為水保存在玻璃中,"Honniball說,"當微隕石撞擊月球時,它會熔化部分礦物,這些月球物質迅速冷卻,形成玻璃。如果撞擊點本來有水存在,那有部分就會在玻璃冷卻的同時被捕獲到玻璃結構中。"
在科羅拉多大學博爾德分校的天文學家Paul Hayne領導項目裡,科學家們探討了其它可能性——極地隕石坑中的永久陰影區域。在高緯度地區,高高的隕石坑邊緣形成了阻礙陽光的屏障——陽光從未觸及的永恆陰影。
在這些地方,溫度永遠低於-163℃,從而保留了水冰。
Hayne和同事利用NASA的月球勘測軌道器的數據計算出,可能有多達4萬平方公的永久陰影區,其中60%在南極。
"如果水進入那裡,那在10億年內都不會消失。"
這兩篇論文對未來的月球任務有著非常重要的意義。美國宇航局正計劃建立月球基地,如果能在附近找到豐富的水源,月球居民就可以直接提取飲用水、種植農作物,甚至電解氫。
這兩篇論文都已發表在《自然·天文學》上。
https://www.sciencealert.com/we-have-the-first-unambiguous-detection-of-water-on-the-moon
捎帶一提,昨天俄羅斯抗議說,早在蘇聯時期,他們就發現了月球上有水的確鑿證據。