緊盯月球 尋找系外天體到訪的蹤跡

2019-09-17來源：科技日報作者：唐 婷

印度「月船二號」探測器著陸月球畫面。 圖片來源：視覺中國

近日，印度「月船二號」探測器著陸月球失利的消息在朋友圈刷屏。事實上，印度並不是今年首個在嘗試落月時失敗的國家。早在今年4月份，以色列的一個著陸器也嘗試落月，但在下降段飛行的最後時刻墜毀。

儘管面臨諸多挑戰，但人類對星辰大海的嚮往卻從未停止。現今，全球探月活動掀起新一輪熱潮，新的想法正不斷湧現。美國哈佛大學天文學家阿米爾·西拉傑(Amir Siraj)和亞伯拉罕·勒布(Abraham Loeb)在最近的一項研究中認為，對月球表面進行持續的實時監測，有可能捕捉到系外天體的蹤跡，前提是要建造一個太空望遠鏡，將其放置在月球同步軌道。

月表撞擊坑背後或藏玄機

在月球同步軌道部署探測器的主意並不新鮮，早在2009年，美國宇航局發射了月球勘測軌道飛行器(LRO)，描繪月球表面的高清地圖是LRO的重要任務之一。

「十年來，LRO一直在不停地給月球表面拍照，也不時地窺視一下落在月球表面的幾個人造的新傢伙。LRO所有的照片累積起來，能看清月球表面數十平方釐米大小的形貌特徵。」中國科學院國家天文臺研究員平勁松介紹，通過比對前後獲得的照片，科學家發現月球表面不斷大量出現新的撞擊坑。據估算，大概10—11萬年左右，月球表面就會被砸個遍。

這些坑都是誰砸的？據觀測，大部分砸向月球表面的是巖石類天體，其中也不排除有來自太陽系邊緣或系外訪客的可能。按照阿米爾·西拉傑等人的設想，在月球同步軌道放置太空望遠鏡，實時監測月表撞擊情況，對撞擊時產生的光譜等數據進行研究，可以了解撞擊體的速度、質量和密度，以及撞擊過程的濺射輻射特性，進而判斷它是否來自太陽系外。

的確，僅通過外表形態，很難判斷撞擊體是否來自系外。平勁松指出，除了外表形態，運動速度也是一個很關鍵的衡量指標。來自系外的巖石類天體，在速度很快的情況下，撞擊月表所產生的形變，和來自系內小天體撞擊月表所產生的形變是不一樣的。

此外，撞擊過程會發生物質濺射，並產生電磁輻射。對撞擊時產生的坑表面和濺射塵埃進行光譜探測和分析，我們可以了解濺射物質構成和物質豐富度比例。如果發現其元素豐度分布和已知系內天體不一樣，有著明顯的異常，則這個「訪客」有可能是來自系外的天體。

星際訪客提供理解宇宙新方式

如果科學家運氣足夠好，捕捉到了系外天體撞擊月球的瞬間，這顆星際訪客會帶來哪些新的認知呢？

藉助地面的光學望遠鏡和探測器原位觀測等手段，科學家對太陽系內的固態、氣態行星有了一定的認識，並對數十億年前太陽系形成之初的情形展開了一系列推演。但太陽系形成之初的直接線索，如今已經很難找到了。

「太陽系早期行星演化到底是什麼樣的，我們並不確切知曉。如果能發現來自太陽系邊緣或更遠的天體，對它的物質成分進行分析，對於了解太陽系早期的形成和演變過程而言，我們將會得到更多的信息和約束性條件。」平勁松分析道。

在西拉傑看來，作為「信使」的系外天體，為人們提供了一種全新的理解宇宙的方式。例如，銀河系暈中恆星噴射出的碎片，可以告訴人們最早的行星是什麼樣子的。從鄰近恆星的宜居帶中噴射出的小行星，或許會揭示其他行星系統中存在生命的可能。

一直以來，人們很難相信地球是宇宙中唯一存在生命的星球，也迫切地想知道是否有地外生命的存在。平勁松介紹，科學家此前在個別隕石中發現了胺基酸分子的存在。胺基酸是構成地球生命的重要基礎，這一發現表明在太陽系邊緣存在生命起源的可能，為生命前期的化學演化提供依據。

「既然太陽系邊緣存在均等比例的左旋和右旋胺基酸分子，那麼更遠的天體上是否也有這類構成生命的基礎物質存在？這些謎團都有待進一步的研究去揭開。但無論如何，地球不太可能是宇宙中唯一存在生命的地方。」平勁松認為。