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在月球上探测到水分子冷“水阱” |《自然-天文学》论文

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发表于 2020-10-27 13:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
在月球上探测到水分子冷“水阱” |《自然-天文学》论文

Nature自然科研
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《自然-天文学》本周发表的两篇论文Molecular water detected on the sunlit Moon by SOFIAMicro cold traps on the Moon报道了对月球上水分子(H2O)以及可稳定捕获水的月球区域的不模糊探测。这些发现或对将来的探月任务具有启示意义。

此前有研究报道过月球表面的水化迹象,尤其是在南极附近。然而,这些探测都是基于3微米的光谱特征,这个波长无法区分H2O和矿物中的羟基。

在第一篇论文中,美国夏威夷大学马诺阿分校de Casey Honniball和同事分析了索菲亚平流层红外天文台(SOFIA)机载望远镜的数据,该望远镜的月球观测波长为6微米。在这个波长上,他们能探测到H2O有别于其他羟基化合物的一个光谱特征。他们发现,月球南半球高纬度地区确实存在水,浓度大概在100-400 ppm。作者认为,探测到的水可能储存在月球表面的玻璃中或是晶粒之间,这些玻璃或晶粒能在恶劣环境中对水起到保护作用。
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月球上6微米的吸收带(图片来自论文一)
在第二篇论文中,美国科罗拉多大学博尔德分校de Paul Hayne和同事研究了永久阴影区(称为冷阱)的分布,这里的水能被捕获并永久存在。作者评估了冷阱的各种可能大小,最小的直径为1厘米。他们发现,小规模“微”冷阱的数量是大冷阱的数百倍到数千倍,而且都能在两极发现。作者认为,月球上约有4万平方千米的表面具有捕获水的能力。
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不同大小的相似表面在85°纬度下的模拟表面温度(图片来自论文二)
以上研究结果表明,月球上的水是通过各种高效过程产生或被捕获的,而且可能储存在月球两极的冷阱中。水的存在或对未来探月任务前往探访这些潜在的冰储层具有启示意义。
©Nature
   Nat Astron |
doi: 10.1038/s41550-020-01222-x
   doi: 10.1038/s41550-020-1198-9


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