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天文学家使用一种新方法来探测月球上的水合物质

时间:2021-11-03 18:58:05来源:

该图显示了一种有前途的新技术,可用于在月球上定位水。穿过月球表面的银河宇宙射线(GCR)遇到含有氢原子的物质(如水)层时,会触发质子(红色球体)的弹出,可以通过轨道卫星中的适当仪器来检测该质子。Schwadron等。2016

一种检测水合物质的新方法揭示了月球质子反照率中挥发物的证据。

在阿波罗登月计划执行任务之前,科学家推测,包括水在内的挥发物可能已经积聚在两极的永久阴影区域。然后,阿波罗时代带来了月球样本的返回,从而实现了真实的测量:他们没有发现地球上常见的含水矿物。然而,在过去的十年中,一些发展使讨论更加活跃。特别是,对样品返回中的火山玻璃进行的新分析已推断出月球内部存在水。同时,新的几次登月任务已经启动。使用中子光谱法寻找水的方法得出了不同的结论,但是使用红外光谱法的方法似乎对月球表面的水有了明确的识别,尽管与中子实验不一致。

CfA天文学家安东尼·凯斯(Anthony Case)和贾斯汀·卡斯珀(Justin Kasper)是一个天文学家团队的成员,他们提出了一种新的方法来检测月球上的水合物质(例如水),方法是使用CRaTer仪器测量来自月球表面的质子强度(宇宙射线望远镜用于(辐射的影响)对2009年发射的NASA机器人轨道器月球侦察轨道器的影响。当撞击月球表面时,来自银河系的宇宙射线会将质子从表面物质上击落,这可由CRaTER仪器检测到。该团队完成了一系列使用高能粒子加速器的实验室测试,以模拟宇宙射线对含氢材料的影响,并发现氢的存在(例如在水中)实际上抑制了整个质子的排放。这意味着如果月球两极附近存在水,则对月球表面的扫描应表明越过两极时质子数明显减少。

实际上,CRaTER扫描发现两极的质子发射增加。科学家们很快意识到,有些影响本来可以忽略不计,但它们是负责任的。质子和中子从表面以下的材料释放到大约十厘米,它们将与其他原子碰撞并产生次级粒子的发射。这些次级质子的增强确实与氢的存在一致。但是事实证明,还有其他可能的解决方案,并且团队正在继续研究它们。同时,他们的最新论文表明,至少从原则上讲,使用CRaTER测量技术来寻找水的技术是可能的,并且当其余问题解决后,该技术便可以用于其他任务,以探测其他太阳系物体。

出版物:不适用Schwadron等人,“月球质子反照率中的挥发物特征”,伊卡洛斯,2016年,第273页; doi:10.1016 / j.icarus.2015.12.003

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