流星撞擊被確認為月球稀薄大氣的推動因素 | 路透社

第1項，共2項，2024年7月19日，德國加米施-帕滕基興的一座山上的月亮景觀。路透社/安格利卡·瓦爾穆特/文件照片

2024年7月19日，德國加米施-帕滕基興的一座山上的月亮景觀。路透社/安格利卡·瓦爾穆特/文件照片華盛頓，8月2日路透社) - 1960年代和1970年代成為第一批登陸月球表面的NASA宇航員們還發現了一個以前未知的月球特徵 - 它有大氣層，儘管非常稀薄。他們取回的土壤樣本現在正在揭示維持這種大氣的主要物理過程。土壤樣本研究人員通過分析來自五次阿波羅任務的九個微小土壤樣本中存在的兩種元素 - 鉀和銣的形式，確定月球大氣主要是由撞擊月球表面的各種大小的隕石效應所創造和維持的。“隕石撞擊產生範圍從2,000-6,000攝氏度（3,600-10,800華氏度）的高温。這些極端温度熔化和汽化月球表面的岩石，類似於熱蒸發水，釋放原子進入大氣層，”麻省理工學院行星科學家和宇宙化學家尼科爾·尼，這項研究的第一作者，該研究於週五發表在期刊上。

科學進展。月球大氣非常稀薄，技術上被歸類為外氣層，意味着其中的原子不會相互碰撞，因為它們的數量如此稀少，與地球濃厚且穩定的大氣形成鮮明對比。

“阿波羅任務攜帶了探測空氣中原子的儀器着陸月球表面，”聶説。

2013年，NASA 發射了機器人探測器 LADEE（月球大氣和塵埃環境探測器）繞月球軌道進行研究其大氣和表面環境。它確認了兩個作用中的過程，即太空風化 - 隕石撞擊和一種稱為太陽風濺射的現象。

“太陽風攜帶高能帶電粒子，主要是質子，穿過太空。當這些粒子撞擊月球時，它們將能量傳遞給月球表面的原子，導致它們從表面噴射出來，”聶説。

太陽風指的是從太陽散佈到太陽系的帶電粒子的持續流。

LADEE 沒有確定這兩個過程對月球大氣的相對貢獻。新研究表明，撞擊佔其組成的70%以上，而太陽風濺射貢獻不到30%。

月球一直受到隕石的不斷轟擊 - 在其早期歷史上是由大型隕石造成的，這些隕石在月球表面形成了明顯的大撞坑，而近年來則是由包括塵粒大小的微隕石在內的較小隕石。這些撞擊抬升的一些原子飛入太空。其餘的懸浮在表面上方的大氣中，隨着更多隕石的着陸而定期補充。

月球大氣主要含有氬、氦和氖，還有鉀和銣，可能還有其他元素，但含量較低。它從月球表面延伸到約62英里（100公里）高度。地球的大氣延伸到約6,200英里（10,000公里）。

研究人員沒有直接研究月球大氣中的原子，而是使用稱為月壤的月球土壤作為代理。他們使用一種稱為質譜儀的儀器來檢查土壤中鉀和銣的不同同位素的比例。同位素是同一元素的原子，由於不同數量的稱為中子的亞原子粒子而具有稍微不同的質量。

德國太陽系研究馬克斯·普朗克太陽系研究所的行星科學家兼研究合著者蒂莫·霍普表示：“這是可能的，因為自月球形成以來，月球表面土壤一直與外大氣層發生相互作用，不同的過程在月球土壤的同位素組成上留下了明顯的痕跡。”

鉀有三種同位素，銣有兩種同位素。

經過幾十年的月球研究，科學家們仍在瞭解一些基本過程。

“關於月球大氣的許多重要問題仍然沒有答案。由於技術的進步，我們現在能夠回答其中一些問題，” Nie説。“在1970年代從月球返回阿波羅樣本時，使用質譜儀測量了月球土壤中鉀和銣的同位素組成。然而，當時沒有觀察到同位素差異。如今的質譜儀提供了更高的精度。”

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