月球表面发现“天外来客”

月球表面发现“天外来客” 字体： 小 中 大 分享到： 月球表面发现“天外来客” 2021-12-01 07:50:13 来源：科技日报

月球表面有窃窃私语吗？悄悄话能为月球提供水吗？基于嫦娥四号获得的超高空分辨率的影像和光谱数据，中国科学院国家空科学中心等单位的研究人员首次在月球表面识别出不到百万年的碳质球粒陨石撞击器残留物。研究表明，富含挥发性成分的碳质小行星的撞击仍可能为现在的月球提供水，同时在更年轻的月球表面物质中可能存在撞击器残留物(如嫦娥五号返回的样品)。相关研究成果发表在《自然·天文学》上。

“对‘嫦娥五号’样本中可能存在的撞击器残留物进行直接分析，将为地月系统中撞击器的成分和类型的演化历史提供重要参考，并有望进一步约束太阳系的轨道动力学演化，增进对内太阳系撞击历史的了解。" 11月30日，中科院国家空科学中心研究员刘洋告诉科技日报记者。

首次在月球表面发现碳质球粒陨石的撞击残留物。

“嫦娥四号”探测器于2019年1月成功降落在月球背面南极-艾肯盆地的冯卡门撞击坑，其“玉兔二号”巡视器随后对月球表面进行了连续巡视探测，获得了超高分辨率的月球表面图像和高光谱数据。

刘洋说，“玉兔二号”在巡视月球表面的过程中，发现了一个新鲜的小撞击坑，并对撞击坑进行了详细的光谱探测。

基于陨石坑的图像和光谱数据，研究小组发现陨石坑中心的疑似“残留物”与陨石坑内外典型的月球土壤和岩石碎片的光谱具有明显不同的特征。

刘洋解释说，一般情况下，月球岩石或月壤的反射光谱会呈现“变红”的特征，月球表面过多的空的风化作用一般会进一步加剧这种变红特征，即反射率会随着波长的增加而增加；而位于撞击坑中心的疑似残留物的光谱具有“蓝色”的特征，即反射率随着波长的增加而降低。

因此，研究小组推测，可能有一些具有蓝色光谱特征的外来撞击物物质混入了撞击坑。“过去，研究人员在阿波罗样本中发现了碳质球粒陨石碎片，但从未通过遥感直接观测到碳质球粒陨石在月球表面的撞击残留物。这是首次在月球表面直接观测到碳质球粒陨石的撞击残留物。”刘洋指出。

事实上，在小行星中，只有碳质小行星的光谱以蓝色为特征。研究人员收集了大量碳质球粒陨石的光谱，经过仔细比对，发现该残留物确实与碳质球粒陨石的光谱有很高的相似性。

冲击器中的水可能保留在冲击器熔体或残留物中。

为了证实分析结果，研究小组对陨石坑进行了详细的形态分析。

“根据玉兔二号全景相机获取的立体图像，我们的人员利用摄影测量技术建立了覆盖小型撞击坑及其附近区域的高精度数字高程模型。”刘洋说。

分析表明，该撞击坑可能属于一次撞击坑，而不是原撞击产生的溅射体再次撞击月球表面形成的二次撞击坑。

为了进一步限制研究成果，研究人员还利用数值模拟技术来研究撞击坑。结果表明，直径为15厘米的松散撞击体以15公里/秒的速度撞击月球表面，可形成观测到的小型撞击坑特征，残留物分布在撞击坑中心。

“通过这种方式，我们可以确认陨石坑应该是在一颗小型碳质陨石撞击后形成的。”刘洋强调。

撞击运输过程被认为是月球表面的水和永久阴影区的水和冰的主要贡献者之一，而碳质小行星在小天体中相对富含水和挥发性物质，它们携带的部分水可能在撞击过程中保留在月球表面。

刘洋说，此前在地面进行的高速撞击模拟实验发现，撞击器中可能有水残留在撞击熔体或残留物中。

根据陨石坑退化模型，研究小组估算了陨石坑的形成年龄。结果显示，这个陨石坑应该是在一百万年前形成的。

更重要的是，类似的碳质陨石残留物在月球表面可能非常普遍，在嫦娥五号的样本中也有很大概率会发现类似的撞击残留物。

刘洋说，未来利用更高空分辨率的遥测光谱数据，有可能在月球表面发现更多类似的撞击残留物，从而进一步深化对月球水来源的研究。(记者卢成宽)

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