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我国科学家在月球背面发现“天外来客”

发布时间:2021-11-30 13:52:35

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  近日,中科院国家空间科学中心科研团队基于“嫦娥四号”巡视器获取的具有超高空间分辨率的影像与光谱数据,首次在月表原位识别出年龄在1个百万年以内的碳质球粒陨石撞击体残留物。先前研究在“阿波罗样品”中发现了碳质球粒陨石碎片,但从未在月球表面通过遥感探测直接观测到碳质球粒陨石的撞击残留物。科研团队的发现表明,富含挥发分的碳质小行星的撞击或仍为现在的月球提供水源。同时,研究显示,比较年轻的月表物质(如“嫦娥五号”返回样品)中存在撞击体残留物的可能性。而对这些可能存在于“嫦娥五号”样品中撞击体残留物的直接分析,将对地月系统撞击体成分和类型的演变历史提供重要参考,并有望对太阳系轨道动力学演化进行进一步约束,增进关于内太阳系撞击历史的了解。相关研究成果日前在国际学术期刊《自然-天文》上发表。

  “嫦娥四号”探测器于2019年1月成功着陆于月球背面南极-艾肯盆地的冯·卡门撞击坑中,其搭载的“玉兔二号”巡视器随后对月表开展了持续的巡视探测。“玉兔二号”装备的全景相机和可见-近红外成像光谱仪,可以获取超高分辨率的月表影像与高光谱数据。在月表巡视的过程中,“玉兔二号”发现了一个小的新鲜撞击坑,并在第9月昼的时候对这个撞击坑进行详细的光谱探测。基于全景相机近距离获取的撞击坑影像,科研团队发现撞击坑中心存在一些与坑壁及坑外月壤明显不同的物质。研究对成像光谱仪获取的高光谱影像数据分析发现,撞击坑中心的疑似“残留物”与坑内及坑外的典型月壤、岩石碎块的光谱呈现明显不同的特征,并推测或存在某种具有蓝化光谱特征的外来撞击体物质混入其中。研究搜集了大量碳质球粒陨石的光谱,经过仔细对比后发现,该残留物确实与碳质陨石光谱具有很高的相似度。分析结果表明,该撞击坑可能是一个小型碳质陨石撞击后形成。

  撞击输运过程被认为是月球表面水及永久阴影区水冰的主要贡献者之一,而碳质小行星是小天体中相对比较富含水及挥发分的一类,在撞击过程中其携带的水可能有部分得以保留在月表。基于撞击坑退化模型,科研团队对该撞击坑的形成年龄进行估算,结果表明该撞击坑应该形成于距今一百万年以内。这对碳质撞击残留物的直接观测结果表明,相似的碳质陨石残留物可能在月表非常普遍,在“嫦娥五号”从月表一个相对年轻的玄武岩单元里采集返回的样品中将有很大概率发现类似的撞击残留物。届时,结合主微量元素与同位素年代学分析,将可以对撞击体成分与类型演变进行更好的限定。未来,利用更高空间分辨率的遥测光谱数据,将有可能在月表更多地方发现类似的撞击残留物分布,从而进一步加深对月球水的来源与分布的认识。(总台央视记者 帅俊全)

【编辑:苏亦瑜】

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