月球永久陰影區可能存「火花」放電現象：能熔化蒸發月壤

　　一項最新研究發現在月球極地附近極低溫的永久陰影區內可能會有「火花」出現，這樣的火花甚至有可能熔化和蒸發月壤。圖為月球極地附近永久陰影區的分布範圍（藍色）

　　這種電介擊穿是一種小尺度上的爆發過程。在電介擊穿過程中，會有部分表土月壤被熔化和蒸發，甚至有一些月壤顆粒會在這樣的『小爆發』中被炸碎

　　新浪科技訊 北京時間1月12日消息，美國宇航局稱，強烈的太陽風暴可能會在月球表面產生「火花」。一項最新研究發現在月球極地附近極低溫的永久陰影區內可能會有「火花」出現，這樣的火花甚至有可能熔化和蒸發月壤。美國宇航局表示這種現象產生的效果可與隕星撞擊相似。

　　美國新罕布希爾大學的安德魯·喬丹（Andrew Jordan）表示，月球表土層有大約10%的物質在強烈的隕星撞擊事件中被熔化和蒸發了。他說：「我們發現在月表的一些永久陰影區內，由太陽風暴產生的這種『火花』大約也熔化和蒸發了相似比例的表土物質。」

　　喬丹是2016年8月31日發表在《伊卡魯斯》雜誌上論述相關發現的論文的第一作者。

　　但是這究竟是怎麼回事？

　　強烈的太陽爆發，如耀斑和日冕物質拋射（CME）會將大量高能帶電粒子送入太空。對於那些擁有強大磁場和大氣層保護的星球，比如地球來說，這些粒子流會被有效阻擋而難以抵達地面。但是對於像月球這樣裸露的星球來說，這些粒子將會直接轟擊其地表。

　　當這些來自太陽的粒子流轟擊月面時，其會在近地面的兩層區域內積累：粒徑較大的離子無法穿透很深的土層，因為它們更容易和表土層中的原子發生碰撞，因此它們一般在更靠近地表的表土層內聚集，而微小的電子則可以抵達更深的位置。離子帶有正電荷，而電子帶有負電荷，於是在這兩層之間就會出現電荷的流動以便達到電荷平衡。

　　在2014年8月份，喬丹的小組發表了他們開展的相關模擬結果，當時他們預言在強烈的太陽風暴作用下，可能會導致在月表的一些永久陰影區內出現大量的電荷積累並出現爆發性的電荷釋放，形成類似閃電一樣的放電效應。

　　在永久陰影區，由於月壤溫度極低，表土層導電性能極差，於是表土層內電子和離子聚集的兩個層面之間難以實現電荷平衡，於是正負電荷逐漸積累，最後達到極限後出現爆發性放電，也就是所謂的「電介擊穿」。

　　美國宇航局戈達德空間飛行中心的蒂莫西·斯塔布斯（Timothy Stubbs）是這項研究的合作者，他說：「這種效應對於空間科學而言並非完全陌生，在很多暴露於空間輻射的電不良導體材料中都有觀察到類似的放電現象，實際上這種效應正是航天器發生故障的主要誘因之一。」

　　喬丹的研究組還評估了這樣的效應對於月球表土層可能造成的影響程度有多大。評估的結果認為，這种放電效應對月球表土層產生的影響可能可以與隕星撞擊對月球表土層產生的影響相接近。

　　喬丹表示：「實驗室實驗顯示這種電介擊穿是一種小尺度上的爆發過程。在電介擊穿過程中，會有部分表土月壤被熔化和蒸發，甚至有一些月壤顆粒會在這樣的『小爆發』中被炸碎。」

　　下一步，研究組將致力於在月球永久陰影區中搜尋這種效應實際存在的確切證據，並查看在月表其他區域是否也會存在類似的現象。實際上，在阿波羅取回的月表樣品中可能就有「火花」燒蝕的產物，但是很難判斷這究竟源於電介擊穿還是隕星撞擊過程。（晨風）