摘要：由于月球缺乏像地球那样的磁场，贫瘠的月球表面不断受到来自太阳的高能粒子的轰炸;这些粒子构成了太阳风。长期以来，科学家们一直根据计算机模拟怀疑太阳风有助于在月球表面制造水的成分。

“只有月壤和来自太阳的基本成分——它总是喷出氢气——就有可能产生水。”

根据一项新的实验，未来的月球宇航员可能会发现水比以前想象的更容易获得，该实验表明太阳正在补充月球表面的抢手资源。

由于月球缺乏像地球那样的磁场，贫瘠的月球表面不断受到来自太阳的高能粒子的轰炸;这些粒子构成了太阳风。长期以来，科学家们一直根据计算机模拟怀疑太阳风有助于在月球表面制造水的成分。

主要由带正电的氢离子组成的高速粒子捕获月球电子成为氢原子。然后，新形成的氢原子迁移穿过尘埃和岩石的风化层，与氧结合，在表面形成羟基和水分子，通常集中在永久阴影的极地区域。然而，这些成分的自然循环和可再生性仍不清楚。因此，为了阐明这一过程，马里兰州美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家 Li Hsia Yeo 领导了一项实验室实验，观察模拟太阳风对阿波罗 17 号任务带到地球的两个松散风化层样本的影响。

其中一个样本是从一个名为 Wessex Cleft 的疤痕状沟渠中挖出的，另一个是从南地块的一个年轻火山口边缘的底部挖出的。为了去除这些 50 年前的样本自返回地球以来可能吸收的任何陆地水，Yeo 和她的团队在真空炉中将样本烘烤了一夜。为了模拟月球上的条件，研究人员建造了一个定制设备，其中包括一个放置样品的真空室和一个微型粒子加速器，科学家们用它来用氢离子轰击样品数天。

“我们花了很长时间和多次迭代来设计设备组件，并让它们都适合放入其中，”与杨共同领导这项实验的美国宇航局戈达德研究科学家杰森·麦克莱恩（Jason McLain）在一份声明中说，“但这是值得的，因为一旦我们消除了所有可能的污染源，我们就了解到，这个几十年前关于太阳风的想法被证明是正确的。

对样品化学成分如何随时间变化的分析表明，在水吸收能量的红外区域（接近 3 微米）的同一位置，光信号下降。研究报告称，这表明由于模拟太阳风而形成了羟基和水分子，证实了长期以来的理论。

该团队还发现，将样品加热到约 260 华氏度（126 摄氏度）的典型月球日边温度 24 小时会导致这些与水相关的分子减少。但是，当样品再冷却 24 小时并再次用模拟太阳风吹动时，与水有关的特征再次出现。根据这项新研究，这种循环表明太阳风不断补充月球表面的少量水。

“令人兴奋的是，只有月壤和来自太阳的基本成分——它总是会喷出氢气——就有可能产生水，”Yeo 在一份声明中说。“想想真是不可思议。”

支持这一观点的是，先前月球任务的观测表明，月球稀薄的大气层中含有丰富的氢气。科学家们怀疑，太阳能风驱动的加热促进了表面的氢原子结合成氢气，然后逃逸到太空中。

这项新研究表明，这个过程也有一个令人惊讶的好处。剩余的氧原子可以自由地与太阳风反复轰击形成的新氢原子结合，为月球在可再生的基础上形成更多的水做好准备。

这些发现可能有助于评估月球上水的可持续性，因为这种抢手的资源对于生命维持和火箭的推进剂都至关重要。

该团队的研究于 3 月发表在《JGR 行星》杂志上。

来源：当代生命哲学家一点号