月球起源有誤? 科學家首次發現月球會發射大量的碳離子流

繞月球飛行的人造衛星發現了一些非常奇怪的東西,那就是我們的月球幾乎整個表面都會發射出穩定的碳離子流,這與長期以來認為月球中的碳和其他揮發性元素已耗盡的想法相反。而且,似乎碳是在距月球形成大約45億年前或之後不久出現的, 這表示,我們可能需要重新思考月球形成的撞擊理論(這在很大程度上來自於缺乏揮發物)。

這發現來自日本宇宙航空研究開發機構(Japanese Aerospace Exploration Agency,JAXA)的「月球探測任務月亮女神號(Selenological and Engineering Explorer)」人造衛星,綽號「輝夜姬」。 十年前,它在繞月球的軌道上度過了大約一年半的時間,收集了全月球地圖觀測數據。它的一種儀器是離子質譜儀(ion mass spectrometer),這可以檢測和繪製包括碳在內的月球離子,這在阿波羅數據中並未出現,導致科學家們相信月球中的離子很少。

不過,最近的分析發現,月球火山玻璃中有碳和揮發性水的痕跡,促使科學家們調整了撞擊形成的模型,因此,一組研究人員重新研究了輝夜姬的數據,以找出碳的來源。研究人員指出:「這些排放物幾乎分佈在整個月球表面上,但是這數量在月球地理區域方面有所不同。我們的估計顯示,原生碳存在於整個月球上,支持了含碳月球的假說,數十億年前,在它形成時那裡的碳被埋藏了或被運送了。」

數據中發現一些碳離子的濃度無法被太陽風沉積碳所解釋,也無法被微隕石傳遞碳給解釋,這兩種都是目前我們所知為月球提供少量碳的機制。另外,濃度會變化,月球正面較年輕的火山玄武岩平原排放的碳離子比更古老的高地更多。 這暗示碳被嵌入月球中。

這對月球撞擊形成模型(太陽系初期,一個稱為忒伊亞的大型物體與地球相撞,一塊從中分裂開來並將它送入地球軌道)造成問題的原因,是因為揮發性物質的沸點低。但是,忒伊亞碰撞會產生相當高的溫度(4000至6000開氏度),該溫度應該使碎片部分與揮發物蒸發掉,產生一個揮發物耗盡的「乾燥」月球。相反的是,這些偵測結果顯示出富含揮發性物質的「濕」月球,暗示撞擊產生的溫度可能比我們認為的要低得多,也許撞擊模型需要修正。

至少,這結果顯示,我們需要對月球揮發物做更進一步的調查。 它可以為未來的月球軌道器或美國太空總署計劃的登月飛行任務提供資料。研究人員指出:「進一步評估月球中揮發物的初始量(例如,未來對月球表面C +排放物的同位素分析),對月球本地碳、太陽風和微流星體的質量平衡進行定量估計可能會有幫助。」

參考資料: Science Advances

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