重磅！NASA首次在阳光照射的月球表面发现水，含水量为撒哈拉的百分之一

（Credits: NASA/Daniel Rutter）

美国宇航局(NASA)周一公布了一项月球重大发现，人类首次在阳光照射的月球表面发现水，而且月球上的水比之前认为的更普遍，不仅仅局限于寒冷、阴暗的区域。

这一发现是由NASA的平流层红外天文台(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy，简称SOFIA)捕获的。SOFIA实际上是一架改装过的波音747SP喷气客机，携带一台直径100英寸(约为2.54米)的望远镜，用来来捕捉太阳系中行星和其他物体的红外图像。

SOFIA的飞行高度大约45000英尺(1.4万米)，位于地球大气中的平流层，可以穿透地球大气中99%以上的水蒸气，从而更清晰地看到红外宇宙。利用SOFIA上的暗淡物体红外照相机，索菲亚能够捕捉到水分子特有的波长，6.1微米。

通过此工作原理，SOFIA在月球最大的环形山之一克拉维乌斯环形山(Clavius Crater，位于月球南极)以及Mare Serenitatis的低纬度地区发现了水分子(H2O)。先前对月球表面的观察发了某种形式的氢，但不能确定它是水还是它的化学近亲羟基(OH)。但来自克拉维乌斯环形山的数据显示，浓度为百万分之100-400的水——大致相当于一瓶12盎司的水——被困在一立方米的月球表面土壤中。

作为对比，撒哈拉沙漠的含水量是SOFIA在月球土壤中检测到的100倍。

SOFIA的研究结果建立在多年前对月球上是否存在水的研究的基础上。当阿波罗号宇航员在1969年首次从月球返回时，月球被认为是完全干燥的。在过去的20年里，轨道和撞击器的任务，如NASA的月球环形山观测和遥感卫星，证实了在月球两极周围的永久阴影环形山中存在冰。

与此同时，包括“卡西尼号”和“深度撞击号”彗星任务、印度空间研究组织的“月船一号”任务以及NASA的地面红外望远镜在内的几艘航天器广泛地观察了月球表面，并在阳光较好的地区发现了水合作用的证据。然而，这些任务无法明确区分其存在的形式——究竟是水还是羟基。

尽管此次发现的水含量很少，但也确实证明月球表面存的水以我们以前认为的更加普遍。同时这一发现也提出了新的问题，即水是如何产生的，以及它是如何在严酷、无空气的月球表面存储的。

“如果没有厚厚的大气层，受阳光照射的月球表面上的水就会流失到太空中，”现任美国宇航局马里兰州格林贝尔特戈达德太空飞行中心的博士后Honniball说。“但我们还是发现了它。一定是什么东西在产生水，一定是什么东西把水锁住了。”

NASA猜测，在水的产生和输送过程中，可能有几种力量在起作用。一种可能是，携带少量水的微陨石如雨点般落在月球表面，会在撞击时将水沉积在月球表面。另一种可能性是，太阳风将氢气输送到月球表面，并与土壤中的含氧矿物发生化学反应，产生羟基。同时，来自微陨石轰击的辐射可能会将羟基转化为水。

关于这些水是如何储存或者说水是如何积累起来的，也提出了一些有趣的猜想。

水可能会被困在土壤中的微小珠状结构中，这些结构是由微陨石撞击产生的高热量形成的。另一种可能性是，这些水可能被隐藏在月球土壤颗粒之间，从而避免了阳光的照射——这种可能性比那些被困在珠状结构中的更大。

为了进一步验证这一发现，未来SOFIA将在更多阳光照射的月球表面寻找水，以了解水是如何产生、储存和在月球上移动的。

如果月球上确实存在数量可观的水，这将有助于NASA在月球上建立永久基地。通过该基地，宇航员可以开采和生产燃料，这些燃料可以作为火箭推进剂，用于返回地球或深空探索。

【编译/前瞻经济学人APP资讯组】

资料来源：https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-sofia-discovers-water-on-sunlit-surface-of-moon/