月球上的沙克爾頓環(huán)形山，因太陽(yáng)永遠照不到此處，其中可能有冰。圖片來(lái)源：美國宇航局/戈達德太空飛行中心

多年來(lái)，科學(xué)家一直認為，月球兩極寒冷的環(huán)形山中存在水冰。這對科學(xué)研究而言是個(gè)好消息，它也是潛在的資源?，F在，研究人員發(fā)現了為什么冰在一個(gè)極其干燥的世界上持續存在的原因——一些極地隕石坑可能受古代磁場(chǎng)的保護。

“這真的很令人興奮。”未參加這項研究的美國宇航局前首席科學(xué)家Jim Green說(shuō)，“它讓這些地方變得更加讓人著(zhù)迷。”

數百個(gè)極地隕石坑處于永久陰影中，這是因為月球對太陽(yáng)的傾斜度很小，為1.5°，而地球為23.4°。太陽(yáng)永遠不會(huì )從隕石坑周邊升起，因此將溫度保持在-250攝氏度。在一些坑中，航天器上的雷達儀器檢測到了水冰的反射特征，這可能是彗星撞擊造成的。

2018年，科學(xué)家利用印度“月船1號”月球探測器上的儀器，報告了極地冰分子是如何吸收紅外光的測量結果。這是迄今最確鑿的證據之一。

然而，解釋冰的存在一直是個(gè)挑戰。雖然太陽(yáng)光不能抵達隕石坑，但太陽(yáng)風(fēng)可以。這些帶電粒子可以在被稱(chēng)為“濺射”的過(guò)程中，一個(gè)分子一個(gè)分子地破壞冰。

未參加這項研究的夏威夷大學(xué)馬諾阿分校行星科學(xué)家Paul Lucey說(shuō)，“它具有高度腐蝕性。這些冰將在幾百萬(wàn)年內消失。”

亞利桑那大學(xué)行星科學(xué)家Lon Hood和同事現在確認了為什么冰會(huì )一直存在。近日在休斯頓舉行的月球與行星科學(xué)會(huì )議上，他們發(fā)表了一項研究，表明月球古代遺留下來(lái)的磁異?？赡鼙Ｗo著(zhù)這些隕石坑。

“這些異?，F象可以使太陽(yáng)風(fēng)偏轉。”Hood說(shuō)，“我們認為，它們在屏蔽永久陰影區域方面可能非常重要。”

自從1971年和1972年阿波羅15號和16號任務(wù)以來(lái)，研究人員就已經(jīng)知道了這些異?，F象，當時(shí)宇航員測量了有異常磁場(chǎng)強度的區域。目前已知一些異常區域的直徑可達數百公里。

盡管它們的起源仍有爭議，但有一種可能性是，它們是在40多億年前月球有磁場(chǎng)、富含鐵的小行星撞擊其表面時(shí)產(chǎn)生的。由此產(chǎn)生的熔融材料可能已被永久磁化。

人們認為，在月球表面存在數千種異?，F象，但Hood利用日本“月亮女神號”月球探測器的數據詳細繪制了南極的異常。他發(fā)現至少兩個(gè)異常的永久陰影隕石坑——Sverdrup和Shoemaker，而且可能還有更多。盡管殘余磁場(chǎng)僅為地球的數千分之一，但它們足以偏轉太陽(yáng)風(fēng)。

已知異常的隕石坑可能成為科學(xué)研究和探索的主要目標。美國宇航局已經(jīng)計劃在明年發(fā)射名為“毒蛇”的探測器前往月球南極地區。作為阿爾忒彌斯計劃的一部分，該機構打算在本十年晚些時(shí)候將人類(lèi)送往那里。對冰的研究可以揭示它是如何輸送的，這反過(guò)來(lái)可能會(huì )揭示地球是如何獲得水的。

目前需要更多數據證實(shí)這些磁場(chǎng)的保護作用。Hood希望在隕石坑表面放置一個(gè)太陽(yáng)風(fēng)儀器，可以測量通過(guò)隕石坑邊緣的帶電粒子。“我們還需要收集樣本，并確定什么被磁化了。”

但目前沒(méi)有這類(lèi)任務(wù)的計劃?？紤]到許多太空機構重新關(guān)注月球，Lucey認為，這些含冰隕石坑的神秘性需要加以研究。“為什么有的地方結冰，有的地方不結冰？” Lucey說(shuō)，“需要研究這些磁場(chǎng)，作出一種可能的解釋。”