10月26日，美國(guó)宇航局宣布，科學(xué)家首次在月球的陽(yáng)光中探測(cè)到了水。
這個(gè)消息引起了轟動(dòng)。事實(shí)上，人類此前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)月球兩極附近黑暗寒冷的地區(qū)存在大量冰水，但在陽(yáng)光下存在水還是第一次。這些研究成果已經(jīng)發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上。
美國(guó)宇航局在其官網(wǎng)上表示，這一發(fā)現(xiàn)表明水可能分布在月球更廣泛的表面區(qū)域，而不僅僅是寒冷黑暗的地方。
這個(gè)發(fā)現(xiàn)到底是什么？人類在月球上找到水意味著什么？
索菲亞在月光下找到了水。圖/NASA官網(wǎng)
探測(cè)到1立方米月球土壤含有約354毫升的水。
據(jù)NASA官網(wǎng)消息，NASA通過平流層紅外天文觀測(cè)臺(tái)(SOFIA)在太陽(yáng)光下探測(cè)到了月球表面的分子水。這些水分子位于月球南半球的克拉維斯隕石坑上，這是從地球上可以看到的最大的隕石坑之一。
發(fā)表在《自然·天文學(xué)》上的論文指出，NASA此前在月球表面觀測(cè)到了某種形式的氫，但無法判斷這是否是水(H？o)或礦物中的羥基(OH)。索菲亞對(duì)月球的觀測(cè)波長(zhǎng)是6微米，可以探測(cè)到的是水分子而不是其他羥基化合物。
《自然天文學(xué)》論文截圖。
據(jù)英國(guó)廣播公司報(bào)道，這項(xiàng)研究的第一作者、美國(guó)宇航局戈達(dá)德空飛行中心博士后研究員凱西·霍尼博爾(Casey Honeyball)26日在一次在線會(huì)議上說，他們發(fā)現(xiàn)的水大約相當(dāng)于一立方米月球土壤中一瓶12盎司的水。水的濃度約為100ppm(百萬分之一)到412ppm。
這個(gè)水量顯然很少。相比之下，撒哈拉沙漠的含水量大約是這次發(fā)現(xiàn)的100倍。然而，過去人們只知道月球表面有水合作用，但這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了水的數(shù)量可能比預(yù)期的要豐富得多。
事實(shí)上，由于月球幾乎沒有大氣和磁場(chǎng)，白天太陽(yáng)垂直照射時(shí)的溫度可達(dá)120攝氏度以上，而夜間最低溫度可達(dá)180攝氏度。結(jié)果幾十年來，人類一直認(rèn)為月球上沒有水。直到20世紀(jì)90年代，人類在月球兩極附近發(fā)現(xiàn)了巨大的環(huán)形山。2009年，科學(xué)家證實(shí)在月球兩極附近的冷影區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量冰水。
在10月26日同期發(fā)表的第二篇論文中，美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究員保羅·海納(Paul Heiner)等人研究了月球的永久陰影區(qū)(冷阱)，認(rèn)為月球上約有4萬平方米的表面具有捕獲水的能力。
月亮。圖/NASA官方推特
那么，月球陽(yáng)光中的水分子為什么能被保存下來呢？研究人員認(rèn)為，SOFIA探測(cè)到的水可能儲(chǔ)存在月球玻璃中或月球表面的顆粒之間，這導(dǎo)致水由于月球的惡劣環(huán)境而沒有直接蒸發(fā)。蜜球說:“如果沒有厚厚的大氣層，月球表面的水在陽(yáng)光的照射下就會(huì)流失到Tai 空...但出于某種原因我們還是看到了”。
這水是哪里來的？NASA認(rèn)為有幾種可能性。首先，一些微小的隕石在月球表面攜帶了少量的水，并在撞擊過程中在月球表面沉積了水。另一種可能是太陽(yáng)風(fēng)將氫氣送到月球表面，與土壤中的含氧礦物質(zhì)反應(yīng)生成羥基。之后，微隕石撞擊產(chǎn)生的輻射將羥基轉(zhuǎn)化為水。
陽(yáng)光中發(fā)現(xiàn)水對(duì)人類探索月球有何影響？
來自美國(guó)宇航局人類探索和運(yùn)營(yíng)任務(wù)指揮部的雅各布·布里克(Jacob Brick)表示，研究人員仍需研究這些水沉積物的性質(zhì)，然后再?zèng)Q定如何在未來的月球探索中使用這些水。
不過，布里克也表示，“水是一種寶貴的資源，無論是用于科學(xué)目的，還是用于已經(jīng)登陸月球的人……如果我們能夠利用月球上的資源，那么我們就可以攜帶更少的水和更多的設(shè)備，以幫助實(shí)現(xiàn)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)”。
NASA官方推特截圖。
英國(guó)開放大學(xué)的行星科學(xué)家漢娜·薩金特(Hannah Sargent)告訴BBC，“[這一發(fā)現(xiàn)]為我們挖掘月球上潛在的水資源提供了更多選擇”，并為“人類探索提供了更可持續(xù)的方式太空”
此外，還會(huì)影響未來建立月球基地，因?yàn)椤霸谀睦锝⒃虑蚧?，很大程度上取決于水源在哪里”。
人類對(duì)月球的探索從未停止。1969年7月20日，美國(guó)宇航員阿姆斯特朗成為第一個(gè)登上月球的人。此后，美國(guó)和前蘇聯(lián)多次發(fā)射探測(cè)器探索月球。然而，冷戰(zhàn)結(jié)束后，人類探月計(jì)劃沉寂了近20年。直到近10年前，科學(xué)家探測(cè)到了月球兩極的冰，人類的探月熱才再次興起。目前，美國(guó)、歐洲、日本、印度、中國(guó)和其他國(guó)家都在加快他們的探月計(jì)劃。美國(guó)宇航局的“阿耳忒彌斯計(jì)劃”希望在2024年將一名女宇航員和一名男宇航員送上月球。
NBC指出，在陽(yáng)光下找到水意味著人類可以在月球上建立基地，并在Tai 空開采水資源和制造火箭燃料。甚至月球上的水也可以成為商品，在未來形成月球經(jīng)濟(jì)。
對(duì)話伙伴:對(duì)于大多數(shù)科學(xué)家來說，這是一個(gè)意想不到的發(fā)現(xiàn)。
為了更好地了解這一最新發(fā)現(xiàn)，新京報(bào)記者采訪了論文合著者之一、美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)探索系行星科學(xué)家查爾斯·希比茨(Charles A. Hibbitts)，聽聽他對(duì)這一發(fā)現(xiàn)差異的解讀。
新京報(bào):這次在月球表面探測(cè)到了多少水？
查爾斯·希比茨:我們探測(cè)到了數(shù)百ppm的水，這些水位于月球的最表面——距離月球表面大約1毫米或更少。目前，該技術(shù)只能探測(cè)到離月球表面最近的地方有水，所以這可能意味著水無處不在，但也可能不是。
新京報(bào):這水從哪里來？
查爾斯·希比茨:這些水的來源也是我們希望解決的問題。這些水可能是本土的，比如月球形成時(shí)就存在；也可能來自外界，比如太陽(yáng)風(fēng)攜帶的氫(H)產(chǎn)生了某種未知的反應(yīng)；或者還有其他我們還不知道的起源。
新京報(bào):月球兩極發(fā)現(xiàn)冰水后，為什么過了這么久才在暴露于陽(yáng)光的表面檢測(cè)到水？
查爾斯·希比茨:這主要與我們的檢測(cè)設(shè)施索非亞有關(guān)。目前只有這個(gè)裝置可以檢測(cè)水分子。另外需要強(qiáng)調(diào)的是，探測(cè)到的水分子是在月球的太陽(yáng)光下，而不是像以前那樣在月球極寒陰影區(qū)發(fā)現(xiàn)大量冰水。
新京報(bào):這次發(fā)現(xiàn)和之前的發(fā)現(xiàn)有什么不同？
查爾斯·希比茨:這一發(fā)現(xiàn)證明了存在水分子(H？o).此前對(duì)月球的遙感觀測(cè)無法區(qū)分羥基(OH)和水分子(H？o)，而且科學(xué)家認(rèn)為月球的太陽(yáng)光里也不會(huì)有H？o，因?yàn)樗陉?yáng)光下很不穩(wěn)定。因此，在陽(yáng)光照射下，H2O必須被困在撞擊玻璃或類似程序中，以防止水分子從月球表面蒸發(fā)。對(duì)于大多數(shù)科學(xué)家來說，這是一個(gè)非常意外的發(fā)現(xiàn)。
新京報(bào)記者謝蓮實(shí)習(xí)生秦雨婕
編輯陳思