NASA的探月任务揭晓了月亮“晒伤”的原因

更新日期:2019-03-13
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无论是人类还是行星,在星际旅行中都免不了与来自太阳的伤害性辐射做一番斗争,而我们的月球则有“晒伤”为证。

一项研究揭示了月球上或深或浅的独特旋涡状斑块是如何形成的,这一现象源于太阳风(solar wind)和月球地壳磁场间的相互作用。研究用到的数据来自NASA阿尔忒弥斯号月球探测器(Acceleration, Reconnection, Turbulence and Electrodynamics of the Moon"s Interaction with the Sun,ARTEMIS)。

利用NASA ARTEMIS的数据,一项研究揭示了太阳风和月球地壳磁场间的相互作用是如何产生或深或浅的独特旋涡状斑块的。

版权:NASA"s Goddard Space Flight Center

我们的太阳持续不断地向太空中放射出带电粒子和辐射,这些高能的超声速等离子流被称作太阳风。太阳就像从它的大气层吹出了一个巨大的泡泡,泡泡的膜向外扩张扫过恒星、卫星,以及太阳系中其他的天体。这个泡泡扫过的区域被称为日球层(heliosphere),其边缘远远超过了冥王星的轨道。

借助NASA ARTEMIS任务的数据,一项研究显示,像赖纳尔伽玛(Reiner Gamma)这样的月球漩涡可能是由太阳风和月球独立的局部磁场相互作用形成的。赖纳尔伽玛的图片来自NASA月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)。

版权:NASA LRO WAC science team

对于居住在地球上的我们,来自太阳风的伤害性影响其实已经受到了极大的削弱,因为太阳风是带有磁性的,而地球自身的磁场会使靠近我们的太阳风粒子发生偏转,只会有一小部分的太阳风粒子能到达地球大气层。

月球可不像地球,它没有布满整颗星球的自然磁场,只有表面上带有磁性的岩石会产生小小的局域磁场,并向外延伸至数百米到数百千米不等的范围。对于月球上局域磁场的信息,我们需要好好研究并利用起来,以便保护登月宇航员免受太阳风辐射的影响。

 “在月球上的某些地方,这种磁场能够起到局部磁性防晒剂的作用。”安德鲁•波普(Andrew Poppe)说道,他是加利福利亚大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的科学家,利用NASA ARTEMIS任务的数据以及月球磁环境的模拟来研究月球地壳磁场。

月球上小小的磁性“防晒霜”也能使太阳风粒子发生偏转,只是相比于地球磁场,偏转的程度要小得多。局域磁场虽不足以保护登月的宇航员,但对月球的容貌却有着不小的影响:在这些迷你磁性“遮阳伞”的保护下,组成月球表面的浮土(regolith)能够免受太阳风粒子的影响,因为当太阳风粒子射向月球时,它们会发生偏转,从而落到磁场区外部的浮土上,发生化学反应使得浮土颜色变深。这样一来,月球表面就产生了独特的或深或浅的涡状区,即使在地球上也能分辨得一清二楚。NASA计划在未来十年重新回归对月球的探究,这一谜团的成功解决也让我们对我们的邻居有了更深的理解。

参考:

[1]

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/nasa-mission-reveals-origins-of-moons-sunburn

[2] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017JE005313

[3] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S05096