天文学家使用一种新方法来探测月球上的水合物质

时间：2021-07-12 13:52:05 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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