据美国太空网(By Sharmila Kuthunur):根据Artemis计划,未来前往地球自然卫星的探险者可以使用月球上水分布的第一张地图。
天文学家已经绘制了第一张地图,显示了月球上的水供应如何随着当地的地理环境而变化,比如主宰着月球不通风的破碎表面的许多山脉和陨石坑。这张地图覆盖了月球面向地球一侧的四分之一,是与美国宇航局红外天文平流层天文台(SOFIA)望远镜在停飞前最后一年的观测中收集的数据放在一起的。(退休的索菲亚现在在亚利桑那州的一家博物馆展出。)
这项研究的发现是基于SOFIA探测波长为6微米的水的能力,这种能力“对水分子特别敏感”,夏威夷大学的天文学家、该研究的合着者保罗·露西(Paul Lucey)周三(3月15日)在得克萨斯州举行的第54届月球和行星科学大会(LPSC)上说。

索菲亚数据的可视化测量信号或水的“光信号”,覆盖在2022年2月观测时出现的月球的可视化上。深蓝色表示水的浓度较高。(Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright)
以前的任务,如印度的月船1号,在月球上寻找水的化学特征或指纹,接近找到它,但最终没有成功。水的化学指纹非常接近它的近亲羟基,羟基少了一个氢原子。因此,大多数以前的任务在3微米的波长下观察月球——不同于SOFIA更敏感的6微米红外观察——无法区分水和羟基的相似分子。2020年,索菲亚成为第一个明确探测月球南极水的任务;研究人员随后计算出每立方米月球土壤中大约有12盎司的水。
“索菲亚提供了在6微米波长下观察月球的唯一机会,”马里兰大学的研究员兼该研究的合着者Casey Honniball在LPSC的演讲中说。"幸运的是,水在6微米处有独特的指纹,不会与羟基混淆."
因此,Honniball的团队重新审视了索菲亚在2022年2月收集的数据。这一次,该团队没有试图找出有多少水存在,而是研究了它在月球表面的存在如何变化。在南半球的大部分地区,数据显示,在月球地理特征的内侧,遮挡阳光的地方比暴露在阳光下的地方有更多水的独特化学信号。

月球的影像,索非亚的月球水观测区域用蓝色表示。索菲亚拼凑出了第一张详细的月球广域水分布图。新地图覆盖了纬度60度以下月球表面面向地球一侧的四分之一,并延伸到月球南极。(Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright)
“我们确实证实了水的存在,而不仅仅是羟基在南半球的大部分地区广泛分布,”合着者威廉·里奇在LPSC的演讲中说。
该地区的一个特征是着名的撞击坑more tus——一个71英里宽(114公里)的凹痕,几乎与夏威夷的大岛一样大,中央山峰延伸1.3英里(2.1公里)。研究人员发现,山峰“异常寒冷”的南侧以冰的形式保存了更多的水,而每个农历日长时间接受阳光的北侧则处于亏空状态。根据大学空间研究协会(USRA)的一份声明,这类似于“地球上的滑雪者知道接受较少阳光直射的斜坡保留雪更长时间”。

这张可视化图显示了SOFIA对水的“光信号”的观测数据,这些数据覆盖在2022年2月观测时出现的月球的可视化图上,蓝色表示水的浓度较高。(Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright)
在他们的陈述中,该研究的研究人员表示,他们不能使用任何地面望远镜,因为地球大气层中的水阻挡了来自月球上的水的所有信号。“然而,索菲亚飞行在地球大气层水的99.9%以上,使我们能够探测到月球水,”Honniball说。
这些发展带来的一个悬而未决的问题是所有的水从何而来。科学家们有一些理论:小行星撞击,地球大气层的蒸发,太阳风的传递,有时来自月球本身的矿物质。
“我们从阿波罗时代就知道的月球非常干燥的常识是错误的,”露西在一份声明中说。“我们已经知道这是错的,但问题是错到什么程度。”
他们希望即将到来的探索月球南极的任务可以找到一个更明确的答案。例如,美国国家航空航天局(NASA)计划于2024年发射的VIPER(或Volatiles investigation s Polar Exploration Rover)将绘制水冰地图,并帮助科学家发现这些水是从月球深处冒出来的,还是只是在月球表面附近的浅层。
VIPER也令人兴奋,因为它是美国宇航局Artemis计划的一部分,预计将为宇航员提供他们所需的知识,以将月球冰收获到足够安全的水中,甚至可能足够用于未来的着陆器和火箭。
这项研究发表在周三(3月15日)出版的《行星科学杂志》上的一篇论文中。
汽车大小的小行星2024 XS2在地球和月球之间飞驰
一位艺术家绘制的小行星在地球附近飞驰的插图。(图片来源:uux.cn/ESA-P.Carril)(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(JKeith Cooper):12月6日,一颗汽车大小的小行星在距离地球和月球约一半的地方经过,结束世界各地小行星观察者忙碌的一周。这颗约15英尺宽(4.6米)的小行星名为2024 XS2,于美国东部时间今晚9:47(12月7日星期六格林尼治标准时间0247)在未来10年内最接近地球。据TheSkyLive报道,2024 XS2将距离我们的星球仅122000英里(196000公里),其亮度足以在业余望远镜拍摄的长曝光照片中可见。(相比之下:月球绕地球运行的平均距离约为238900英里,即384500公里)。然而,如果你在北半球,观看条件不会很好:这颗小行星将在Dolphinfish和Reticulum两个星座之间穿越南部天空时最接近地球。2024 XS2于今年3月被发现,属于阿波罗级小行星,是近地空间岩石中数量最多的一组,它们比地球更靠近太阳,沿途穿过太阳轨道。今晚的近距离接近发生在西伯利亚上空一块28英寸宽(70厘米)的太空岩石爆炸成壮观火球的三天后。据信,这块太空岩石碎片降落在奥列明斯克市附近,当地时间12月4日凌晨1:15(12月3日美国东部时间上午11:15),该市的多名摄影师捕捉到了这一事件。这颗名为C0WEPC5的小行星的撞击是2024年的第四次,也是根据之前的轨道计算成功预测和观测到的第11次。曾经被认为对地球有潜在危险的一块更大的太空岩石,在C0WEPC5撞击我们仅数小时后就安全地错过了地球。这块太空岩石,即1000多英尺宽(300米)的2020 XR,于美国东部时间12月4日凌晨12:27(格林尼治标准时间0527)最接近地球,距离地球137万英里(220万公里),大约六个地月距离。天文学家目前监测着大约34000颗近地小行星,这些小行星在距离地球轨道2800万英里(4500万公里)以内经过。一颗宽度超过460英尺(140米)、接近地球轨道465万英里(748万公里)的近地小行星被认为具有潜在危险。天文学家目前监测着大约2300颗潜在危险的小行星。
一次巨大的小行星撞击永久改变了木星最大的卫星木卫三
这张木星卫星木卫三的增强图像是由美国国家航空航天局朱诺号航天器上的朱诺相机在2021年6月7日朱诺号第34次接近木星时飞越这颗冰冷的卫星时获得的。(图片来源:uux.cn美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室/瑞典皇家研究所/MSSS/Kallehikki Kannisto)(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(莎米拉·库图努尔):一项新的研究表明,大约40亿年前,一颗巨大的小行星以如此强大的力量撞击了木星最大的卫星木卫三,极大地永久地改变了月球的方向。科学家们表示,这一关键影响也对月球的地质和内部演化产生了重大影响,月球比水星大。日本神户大学行星科学家平田直行(Naoyuki Hirata)的计算机模拟预测,这颗小行星的宽度约为186英里(300公里),是6600万年前将恐龙从地球上灭绝的那颗小行星的20倍。平田周二(9月3日)在《科学报告》杂志上发表的一项研究表明,只有这种规模的撞击才足以破坏木卫三的稳定,并导致潮汐锁定的月球绕其轴线旋转。英国莱斯特大学的行星科学家Leigh Fletcher没有参与这项新研究,他告诉《卫报》:“这是一次巧妙的尝试,可以通过计算机模拟让时钟倒转,寻找木卫三上疤痕分布的解释。”。平田估计,在小行星撞击后的大约1000年里,这一过程展开了。新的研究发现,太空岩石可能以60至90度的角度撞击木卫三,并在870至990英里(1400至1600公里)宽的地方形成了一个陨石坑。Ganymede重新定位的证据源于其表面,该表面布满了广泛的沟槽,或同心的沟槽环,被认为是小行星撞击形成的碗状盆地的碎片。对木卫三最大的沟槽系统的最新分析表明,小行星撞击导致月球自转,撞击坑背对木星。在木星的卫星木卫三的大部分表面上,都覆盖着围绕一个特定点(左,红十字)形成同心圆的沟槽(右),这使得20世纪80年代的研究人员得出结论,这些沟槽是重大撞击事件的结果。(图片来源:uux.cn平田直行)研究人员在最近的一份声明中表示,由于撞击坑的大小高达月球的25%,小行星撞击将“完全摧毁木卫三的原始表面”。这次撞击将对月球的地质和内部产生重大影响,科学家认为,月球内部存在一个隐藏的咸水海洋,其含水量超过了地球所有海洋的总和。小行星撞击木星卫星木卫三的位置几乎精确地位于离木星最远的子午线上。这意味着木卫三的旋转轴发生了重新定位,并使日本神户大学的行星科学家平田直行能够计算出是什么样的撞击导致了这种情况的发生。(图片来源:uux.cn平田直行)尽管旅行者号航天器和伽利略号探测器在20世纪末都拍摄了木卫三的图像,但月球的许多区域尚未以足够的分辨率成像,这限制了科学家对其历史和演化的理解。平田说,例如,木卫三戏剧性的重新定位可能刺激了其表面尚未发现的裂缝和其他构造地貌。来自欧洲航天局JUICE航天器的Ganymede即将发布的图像可以更多地揭示小行星撞击如何塑造月球的演变。就在上个月,JUICE在月球和地球上空进行了艰难的引力弹射,并将于2031年抵达木星系统。在接下来的2.5年里,太阳能驱动的JUICE将围绕这颗气态巨星运行,同时多次掠过木卫三、木卫二和木卫四,通过在距离其表面120至620英里(200至1000公里)的范围内飞行,记录其表面特征以及可居住性的潜力。JUICE将于2034年12月返回Ganymede进行为期九个月的专门研究,这将标志着航天器首次绕月球运行。