搜狐首页 科技 宫主大人

手机搜狐

SOHU.COM

月球永久阴影区不可思议景象 土壤熔化蒸发

美国宇航局称,强烈的太阳风暴可能会在月球表面产生“火花”。一项最新研究发现在月球极地附近极低温的永久阴影区内可能会有“火花”出现,这样的火花甚至有可能熔化和蒸发月壤。美国宇航局表示这种现象产生的效果可与陨星撞击相似。

美国新罕布什尔大学的安德鲁·乔丹(Andrew Jordan)表示,月球表土层有大约10%的物质在强烈的陨星撞击事件中被熔化和蒸发了。他说:“我们发现在月表的一些永久阴影区内,由太阳风暴产生的这种‘火花’大约也熔化和蒸发了相似比例的表土物质。”

乔丹是2016年8月31日发表在《伊卡鲁斯》杂志上论述相关发现的论文的第一作者。

但是这究竟是怎么回事?

强烈的太阳爆发,如耀斑和日冕物质抛射(CME)会将大量高能带电粒子送入太空。对于那些拥有强大磁场和大气层保护的星球,比如地球来说,这些粒子流会被有效阻挡而难以抵达地面。但是对于像月球这样裸露的星球来说,这些粒子将会直接轰击其地表。

当这些来自太阳的粒子流轰击月面时,其会在近地面的两层区域内积累:粒径较大的离子无法穿透很深的土层,因为它们更容易和表土层中的原子发生碰撞,因此它们一般在更靠近地表的表土层内聚集,而微小的电子则可以抵达更深的位置。离子带有正电荷,而电子带有负电荷,于是在这两层之间就会出现电荷的流动以便达到电荷平衡。

在2014年8月份,乔丹的小组发表了他们开展的相关模拟结果,当时他们预言在强烈的太阳风暴作用下,可能会导致在月表的一些永久阴影区内出现大量的电荷积累并出现爆发性的电荷释放,形成类似闪电一样的放电效应。

在永久阴影区,由于月壤温度极低,表土层导电性能极差,于是表土层内电子和离子聚集的两个层面之间难以实现电荷平衡,于是正负电荷逐渐积累,最后达到极限后出现爆发性放电,也就是所谓的“电介击穿”。

美国宇航局戈达德空间飞行中心的蒂莫西·斯塔布斯(Timothy Stubbs)是这项研究的合作者,他说:“这种效应对于空间科学而言并非完全陌生,在很多暴露于空间辐射的电不良导体材料中都有观察到类似的放电现象,实际上这种效应正是航天器发生故障的主要诱因之一。”

乔丹的研究组还评估了这样的效应对于月球表土层可能造成的影响程度有多大。评估的结果认为,这种放电效应对月球表土层产生的影响可能可以与陨星撞击对月球表土层产生的影响相接近。

乔丹表示:“实验室实验显示这种电介击穿是一种小尺度上的爆发过程。在电介击穿过程中,会有部分表土月壤被熔化和蒸发,甚至有一些月壤颗粒会在这样的‘小爆发’中被炸碎。”

下一步,研究组将致力于在月球永久阴影区中搜寻这种效应实际存在的确切证据,并查看在月表其他区域是否也会存在类似的现象。实际上,在阿波罗取回的月表样品中可能就有“火花”烧蚀的产物,但是很难判断这究竟源于电介击穿还是陨星撞击过程。

一项最新研究发现在月球极地附近极低温的永久阴影区内可能会有“火花”出现,这样的火花甚至有可能熔化和蒸发月壤。图为月球极地附近永久阴影区的分布范围(蓝色)

这种电介击穿是一种小尺度上的爆发过程。在电介击穿过程中,会有部分表土月壤被熔化和蒸发,甚至有一些月壤颗粒会在这样的‘小爆发’中被炸碎

责编:周涛

精选