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美印三探测器发现月球有水确凿证据

(2009年09月24日 16:46:08)
来源:新浪科技

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  新浪科技讯 北京时间9月24日消息,据美国太空网报道,自从人类首次踏上月球的土地,并将月球岩石样本带回地球以来,科学家四十年来一直都认为月球表面干燥、坚硬。然而,三个空间探测器的最新观测结果将彻底颠覆这种看法,因为它们发现了水遍及月球表面的“确凿证据”。9月25日出版的《科学》杂志将对最新发现做详细描述。

  发现确凿证据

  就在美国科学家宣布这项发现之前,美宇航局月球勘测轨道飞行器便已发现了月球极地存在水冰的进一步证据,而几周以后,美宇航局发射的另一个探测器——LCROSS卫星计划撞击月球南极地区一个处于永久阴影带的陨石坑,希望在那里找到水冰沉淀物的证据。月球比地球上任何一片沙漠都干燥。最新研究称,月球上的水数量极少。

  这一消息对将来可能建设的月球基地来说无疑是个福音,可以给“月球居民”带来饮用水和燃料。当“阿波罗”号宇航员40年前从月球返回时,他们带回几块月球岩石样本。经过分析,美宇航局科学家发现月球岩石的矿物质中有水的踪迹,尽管如此,科学家以为那只是地球空气的水气污染,因为放置月球岩石的容器带回时已经漏了。

  美国田纳西大学的拉里·泰勒(Larry Taylor)说:“月球上存在的氧的同位素与地球上的一样,所以,即便并非不可能的事情,但辨别月球上的水和地球上的水之间的差异难度极大。”泰勒是美宇航局给印度“月船一号”探月卫星开发仪器的团队成员之一,自“阿波罗”任务开始以来就一直在研究月球。

  虽然科学家仍怀疑可能会在月球南极永远见不到阳光、温度最低的区域的陨石坑中发现水冰沉淀物,但他们一致认为,除此之外,月球剩余地方不可能有水的存在。然而,最新观测数据对这种共识提出了质疑。这些数据来自于印度“月船一号”以及美宇航局发射的两个探测器“卡西尼”号和“深度撞击”,它们都探测到要么是水要么是羟基的光谱信号。羟基由氢原子和氧原子构成。

  3艘飞船提供确凿证据

  印度的第一艘月球探测器“月船一号”旨在对月球表面进行测绘并确定其矿物组成。在突然发生故障后,“月船1号”于8月提前结束原定14个月的探测任务。执行任务期间,这个探测器携带的由美国宇航局制造的月球矿物质绘图仪对月表反射的光线波长进行了探测并发现了氢氧原子间的化学键,说明月球上存在水或者羟基。由于月球矿物质绘图仪只能穿透几毫米的月球表土,新观测到的水似乎存在于月表或者附近区域。月球矿物质绘图仪的观测结果同样显示,水信号在靠近极地区域呈增强趋势。

  1999年,“卡西尼”号飞船掠过月球并朝土星进发。这艘飞船探测到强度稍高的水/羟基信号,证实了“月船一号”的发现。美国地质调查局的罗杰·克拉克在详述“卡西尼”号发现的研究报告中指出,水应该被月表的玻璃状物质和矿物质吸收或者捕获。“卡西尼”号获取的数据显示,整个月球分布着水信号,在靠近极地以及月海低处的区域,水信号似乎更为强烈。

  作为延长的EPOXI 任务一个组成部分并在月球矿物质绘图仪项目组的要求下,“深度撞击”号飞船对水和羟基进行了红外探测。按照计划,这艘飞船将于2010年11月飞越哈特雷2号彗星(103P/Hartley 2)。整个过程中,它将多次与地月系统进行亲密接触,期间对飞行轨道进行校准。

  “深度撞击”在北纬10度以上所有纬度探测到这种信号,其中极地地区的信号强度最高。经过多次掠过月球,这艘飞船能够在月球日不同时间对同一地区进行观测。中午的时候,太阳光线最强,水特征最不明显;早上的时候,水特征则最为明显。科学家在研究报告中指出:“‘深度撞击’号对月球的观测不仅明确证实了月表水/羟基的存在,同时也揭示了整个月表处于含水状态,至少在月球日内的一段时期内如此。”

  夏威夷大学的保罗·拉塞在有关这3项研究的评论中指出:“所有3艘飞船的发现均提供了羟基或水存在的确凿证据。”面对这些新数据,人们必须重新审视对月球所持的“干旱世界”这种一贯看法。拉塞并没有参加任何一项研究。

  水来自何处?

  这些发现显示,月球不仅仅是一个有水世界,月表任何给定点遭受的太阳辐射发生的日常性变化也促使月球上的水处于一种不断变化状态。对于水如何来到月球,太阳可能也扮演了一定角色。

  月球上潜在地存在两种类型的水,一种来自于外部,例如撞击月表的含水彗星,另一种的发源地则是月球本身。源于月球本身的水可能由太阳风与月球岩石及土壤的交互作用产生。构成月球表面的岩石和土壤中,氧的比例占到45%左右,余下部分由其它元素构成,其中主要是硅酸盐矿物。太阳风是太阳放射的持续的带电粒子流,主要由质子或者带正电的氢原子构成。

  月球矿物质绘图仪项目组成员泰勒表示,如果以三分之一光速飞行并携带足够能量的带电氢轰击月表,它们就能劈开土壤物质中的氧键。由于自由氧和氢的存在,形成痕量水的可能性极高。研究人员指出,痕量水穿过月表过程中的日常性脱水和再水化将导致羟基和氢朝极地地区迁移。进入极地之后,它们又在永久性阴暗区的冷阱内积聚。(孝文)



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