由夏威夷大学马诺阿分校行星科学家领导的一个研究小组发现，地球等离子层中的高能电子有助于月球表面的风化过程，重要的是，这些电子可能有助于月球表面的风化过程。月球表面的水。该研究今天发表在《自然天文学》上。
了解月球上水的浓度和分布对于了解月球的形成和演化以及为未来人类探索提供水资源至关重要。这一新发现也可能有助于解释先前在月球永久阴影区域发现的水冰的起源。
由于地球的磁性，地球周围存在一个力场，称为磁层，可以保护地球免受太空风化和太阳辐射的破坏。太阳风推动磁层并重塑它，在夜晚的一侧形成一条长尾巴。该磁尾内的等离子体片是由高能电子和离子组成的区域，这些电子和离子可能源自地球和太阳风。
此前，科学家主要关注高能离子对月球和其他无空气天体的太空风化的作用。太阳风由质子等高能粒子组成，轰击月球表面，被认为是月球上形成水的主要方式之一。
夏威夷大学马诺阿海洋与地球科学与技术学院 (SOEST) 助理研究员 Shuai Li之前的研究表明，地球磁尾中的氧气会使月球极地的铁生锈，在此基础上，他对研究地表风化的变化感兴趣当月球穿过地球的磁尾时，该区域几乎完全屏蔽了月球免受太阳风的影响，但不能屏蔽太阳的可见光子。
“这为研究月球表面水的形成过程提供了一个天然的实验室，”李说。“当月球位于磁尾之外时，月球表面会受到太阳风的轰击。在磁尾内部，几乎没有太阳风质子，水的形成预计将降至几乎为零。”
李和合著者分析了 2008 年至 2009 年间印度月船 1 号任务上的月球矿物学绘图仪收集的遥感数据。具体来说，他们评估了月球穿过地球磁尾(包括等离子体片)时水形成的变化。 。
“令我惊讶的是，遥感观测表明，地球磁尾中水的形成与月球在地球磁尾之外的时间几乎相同，”李说。“这表明，在磁尾中，可能存在与太阳风质子的植入没有直接关系的额外形成过程或新水源。特别是，高能电子辐射表现出与太阳风质子类似的效应。”
“总而言之，这一发现和我之前对生锈的月球极点的发现表明，地球母亲在许多未被认识到的方面与月球紧密相连，”李说。
在未来的研究中，李的目标是通过美国宇航局的阿耳忒弥斯计划进行月球任务，以监测月球在地球磁尾穿越过程中不同相位时月球极地表面的等离子体环境和水含量。
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