月球表面「明確」證實有水,可能遍布月表陰影地區

作者 | 發布日期 2020 年 10 月 27 日 18:59 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


天文學家在月球上發現了比以前想像中還要多的水——最近幾年來我們常常聽到這種新聞,不過和以前不一樣,過去證據主要基於其他相關化合物的光譜特徵,而這次,天文學家是真的直接檢測到只能由水分子解釋的光譜特徵。

新研究除了帶來迄今為止月球上存在水冰的最佳證據外,還發現水散布在月球表面,包括陽光直射的區域,不限於兩極地區。

月球上可能有水的最早證據出現在 2008 年,印度月船 1 號(Chandrayaan-1)探測器數據顯示出月球南極有水分子;隨後,NASA 發射了 LCROSS 探測器並於 2009 年撞擊月球,踢出月表物質並確認存在某種形式的水,同一年 NASA 正式宣布月船 1 號、LCROSS 探測器和卡西尼號都有在月球極地發現水和羥基(氫和氧)分子的證據,引起軒然大波,月球上找到水一直是天文學家夢寐以求的結果。

不過這些證據都來自在 3 微米波長處檢測到的氫和氧分子光譜特徵,而問題就在於,這波長的吸收光譜會讓科學家難以區分水跟羥基化合物(比如一個氫原子和一個氧原子)。

現在,一篇發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊的新研究中,科學家終於可以明確指出水就在月球上。利用同溫層紅外線天文台 (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy,SOFIA)在更長的 6 微米波長處觀察月球表面,科學家在位於月球正面南部的克拉維斯環形山(Clavius)檢測到只能由水分子(H2O)解釋的光譜特徵(其他羥基化合物沒有此特徵)。

克拉維斯環形山是月球南部一座巨大的古老撞擊坑,同溫層紅外線天文台檢測到的水量相當於一立方公尺土壤中有 340 克的水——好吧,量非常少,撒哈拉沙漠中的水量都是這 100 倍,但照理說,被陽光直射的表面水分子應該流失到太空中,如今科學家看到水,代表某種機制正在產生水、並且有什麼東西將水困在月球表面。

再根據另一篇同樣發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊的論文,科羅拉多大學波德分校團隊表明水可能存在整個月球表面的陰影中,估計約有 38,849 平方公里的陰影區域可能包含水冰。

從純粹科學角度來看,月球上遍布水冰具重要意義,但從未來的登月任務發展來看,這意味著如果我們要從月球汲取火箭燃料資源,將不用千里迢迢跑到月球兩極地區。

最後,只有一種方法可以完全確認研究結論的真偽,那就是太空人降落在月表,親自去尋找並挖掘月球土壤。

(首圖來源:NASA