地球磁層對月球水合作用影響的第一個證據(jù)
了解月球水的來源對于研究月球的演化以及太陽風(fēng)與月球和其他大氣物體的相互作用具有重要意義。據(jù)物理學(xué)家網(wǎng)近日報道，發(fā)表在《天體物理學(xué)快報》上的一項國際研究表明，太陽風(fēng)可能不是形成水離子的唯一來源。研究人員說，來自地球磁層的粒子也可以為月球“播種”水分，這意味著其他行星也可能為其衛(wèi)星提供水分。
結(jié)果表明，在太陽風(fēng)和地球磁層中，月球極地表面的OH/H2O豐度基本保持一致。他們相信來自地球磁層的粒子（不同于太陽風(fēng)）有助于月球的水合作用。
在阿波羅時代之前，由于極端的溫度和惡劣的太空環(huán)境，月球被認(rèn)為像沙漠一樣干燥。從那時起，許多研究在月球上發(fā)現(xiàn)了水：黑暗的極地隕石坑中的冰，火山巖中的水，以及月球土壤中意外的鐵銹沉積。盡管有這些發(fā)現(xiàn)，月球表面水的范圍和來源仍然沒有真正得到證實。
盡管太陽風(fēng)可能是月球表面的水源，但計算機模型顯示，當(dāng)太陽風(fēng)在滿月后大約三天內(nèi)穿過地球磁層時，高緯度地區(qū)將蒸發(fā)多達一半的水。
流行的理論認(rèn)為，一方面，帶正電的氫離子轟擊月球表面，在太陽風(fēng)的驅(qū)動下自發(fā)反應(yīng)形成水；另一方面，地球的“守門員”磁層可以阻止太陽風(fēng)到達月球。但研究人員分析了月球表面的OH/H2O比值，發(fā)現(xiàn)月球表面的水不會在地球的磁屏蔽下消失。
通過比較太陽輻射穿過地球磁層之前、期間和之后的一系列月球水面圖，研究人員發(fā)現(xiàn)月球上的水可以通過地球磁層中的離子流（也稱為“地球風(fēng)”）得到補充。“Themis Artemis”探測器描述了太陽風(fēng)和地球磁層風(fēng)中離子的獨特特征，而“月亮女神”探測器則證實了這些來自月球附近地球的離子的存在。
此前，滿月期間對月亮女神的觀測發(fā)現(xiàn)，高濃度的氧同位素從地球臭氧層泄漏，進入月球土壤；同時，在地球逃逸層也發(fā)現(xiàn)了大量氫離子。這些磁層粒子的混流與太陽風(fēng)的混流有根本的不同。因此，在這項研究中最新探測到的月球表面水駁斥了地球磁層屏蔽假說。相反，研究表明，地球的磁層本身創(chuàng)造了一座“水橋”，可以為月球補充水分。
