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有史以来第一次,阳光照射下的月球表面,科学家发现了水。新的研究显示,他们还发现,月球上的水比以前想象的要普遍,在“永恒的黑暗”的阴暗区域隐藏着一小袋冰,有些小到一分钱的大小。

科学家在2018年证实了月球表面存在水冰,自2009年以来,科学家在月球上发现了存在水的迹象。现在,在两项新的研究中,研究人员在月球上一个最大的陨石坑中发现了水,并且还发现月球表面可能在“冷阱”中藏有大量秘密冰块,这些冰块是月球上永久性的阴影区域。

“如果你能想象站在月球表面靠近它的一个极点,你会看到到处都是阴影,”科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室助理教授保罗·海恩在一份报告中说这些小影子中有许多可能都是冰。”

在月球上的水

在一项研究中,由美国宇航局马里兰戈达德太空飞行中心(NASA Goddard Space Flight centre)的博士后凯西·霍尼博尔(Casey Honniball)领导的研究人员利用美国宇航局(NASA)的SOFIA(平流层红外天文观测台)机载望远镜的数据研究了月球上的水。通过这些观测,科学家们有史以来第一次探测到阳光照射下的月球表面有水。

以前在月球上识别水的工作是基于光谱特征,即科学家用来识别物质的独特的“条形码”,它是波长的函数。但这些数据并不能区分水和月球表面矿物上的羟基(OH分子)。

以前的观察发现了一种可以表示水或羟基的化学特征,但是通过这些新的观察,研究人员能够发现水的独特化学特征。科学家们在月球上最大的陨石坑之一的克拉维火山口附近发现了水。

研究人员发现,这种水的存在量约为百万分之一百到四百。科学家们认为,这些水很可能“夹在”月球表面的颗粒之间,从而保护它免受月球环境的影响。

在另一项由海恩领导的研究中,研究人员利用美国宇航局月球勘测轨道飞行器在绕月轨道上的数据来研究冷阱的分布,在那里水不仅可以短暂存在,而且可以永久存在。

科学家们发现了各种各样的冷阱,包括直径只有1厘米的“微型冷阱”,并且有证据表明,这些更小的“微型”冷阱可能比大的多几百倍甚至数千倍。他们还在两极发现了大量类似的“微型冷阱”。

事实上,海恩的研究小组发现,月球表面高达40000平方公里的区域有潜在的蓄水能力。这是科学家先前确认月球水冰面积的两倍多。

这些“冷阱”的有趣之处在于,它们多存在于寒冷、阴暗的地方,这些地方它们更容易聚集。这些地方是如此的冷,以至于水或冰会被困在那里长达难以置信的时间。

海恩在同一份报告中说:“冷阱的温度很低,冰的行为就像岩石一样。”如果水进入那里,它在10亿年内不会流向任何地方。”

虽然海恩和他的团队表示,他们需要用漫游者或载人任务来真正找到这块冰,以充分验证它的存在。这一新发现证明,未来月球依然是各国重点研究的对象,美国宇航局希望在2024年之前通过其阿特弥斯计划重新登陆月球,并将在月球上建立长期的人类营地,月球表面是火星及星际研究的试验场和出发点。

海恩在同一份报告中说:“如果我们是对的,月球上的这些水将更容易用于饮用水、火箭燃料,以及所有宇航局的水的需求。”