伊曼纽尔·梅森松，加州大学洛杉矶分校地球、行星和空间科学 艺术家在磁气圈中描绘的月球，由流动的氧离子(灰色)和氢离子(亮蓝色)组成的“地球风”，可以与月球表面反应生成水
月球轨道的75%以上在太阳风中(黄色)，其余时间被磁气圈阻挡
信用:E
梅森松，加州大学洛杉矶分校EPSS分校，美国宇航局GSFC SVS
在阿波罗时代之前，由于极端的温度和严酷的太空环境，月球被认为是干燥的沙漠
此后，许多研究发现了月球水:阴影笼罩的极地环形山中的冰，火山岩中的水，以及月球土壤中意想不到的生锈铁沉积物
尽管有这些发现，仍然没有真正确认月球表面水的范围或来源
流行的理论是，由太阳风推动的带正电荷的氢离子轰击月球表面，自发反应生成水(如羟基(OH-)和分子(H2O))
然而，发表在《天体物理学杂志快报》上的一项新的跨国研究提出，太阳风可能不是形成水的离子的唯一来源
研究人员表示，来自地球的粒子也可以为月球播种水，这意味着其他行星也可以为它们的卫星提供水
水在太空中的普遍程度远远超过天文学家最初的想象，从火星表面到木星的卫星和土星环、彗星、小行星和冥王星；它甚至在远离我们太阳系的云层中被探测到
以前人们认为，在太阳系形成的过程中，水被结合到这些物体中，但是越来越多的证据表明，太空中的水要动态得多
虽然太阳风可能是月球表面水的来源，但计算机模型预测，在满月的大约三天里，当它经过地球磁层时，多达一半的太阳风将在高纬度地区蒸发和消失
令人惊讶的是，月船一号卫星的月球矿物制图仪(M3)对地表羟基/水面地图的最新分析显示，在磁层屏蔽期间，月球表面的水并没有消失
地球的磁场被认为阻止了太阳风到达月球，因此水不能比失去的更快再生，但是研究人员发现事实并非如此
通过比较磁层穿越之前、期间和之后的一系列水面地图，研究人员认为月球水可以由磁层离子流补充，磁层离子流也被称为“地球风”
“辉夜姬卫星证实了月球附近存在这些源自地球的离子，同时利用THEMIS-ARTEMIS卫星观测来描绘太阳风中的离子与磁层地球风中的离子的不同特征
之前的辉夜姬卫星观测在满月期间检测到了高浓度的氧同位素，这些同位素从地球的臭氧层中泄漏出来，并嵌入月球土壤中，同时在我们星球广阔的大气中也检测到了大量的氢离子，我们称之为外大气层
这些磁气圈粒子的组合流与太阳风中的粒子流有着根本的不同
因此，在这项研究中对地表水的最新探测驳斥了屏蔽假说，并提出磁气圈本身创造了一个“水桥”，可以补充月球
这项研究雇用了一个由来自宇宙化学、空间物理和行星地质学的多学科专家组成的小组来分析数据
以前对地表水的解释没有考虑地球离子的影响，也没有研究地表水是如何随时间变化的
磁气圈满月期间唯一可用的地表图和粒子数据是在2009年的冬季和夏季，并且花了过去几年的时间来分析和解释结果
由于观测稀少，分析特别困难，因为需要长期比较相同的月球表面条件，并控制温度和表面成分
根据这些发现，未来对太阳风和行星风的研究可以揭示更多关于太阳系中水的演变以及太阳和磁层活动对其他卫星和行星体的潜在影响
扩大这项研究将需要新的卫星配备全面的羟基/水测绘光谱仪，以及轨道和月球表面的粒子传感器，以充分证实这一机制
这些工具可以帮助预测未来勘探、采矿和最终在月球定居的最佳区域
实际上，这项研究可以影响即将进行的空间飞行任务的设计，以更好地保护人类和卫星免受粒子辐射危害，并改进计算机模型和空间水形成的实验室实验
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