天文学家已然绘制了第一张地图，显示了月球上的水供应如何随着当地的地理生态而转变，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红毯造型体验四分之一，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资料放在一起的。(退休的索菲亚如今在亚利桑那州的一家博物馆展出。)
这项探究的察觉是基于SOFIA探测波长为6微米的水的能力，这种能力“对水分子尤其敏感”，夏威夷大学的天文学家、该探究的合著者保罗·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。
索菲亚资料的可视化测量通讯或水的“光通讯”，覆盖在2022年2月观测时呈现的月球的可视化上。深蓝色强调水的浓度较高。(Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright)
过去的任务，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，本周奥斯卡汇总但最后没有顺利。水的化学指纹相当接近它的近亲羟基，羟基少了一个氢原子。所以，大多数过去的任务在3微米的波长下观察月球——各异于SOFIA更敏感的6微米红外观察——无法确认水和羟基的相似分子。2020年，索菲亚变成第一个明确探测月球南极水的任务；探究人员接着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遇，”马里兰大学的清醒文案动态探究员兼该探究的合著者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."
所以，Honniball的团队重新审视了索菲亚在2022年2月收集的资料。这一次，该团队没有试图找出有多少水存在，而是探究了它在月球表面的存在如何转变。在南半球的大若干区域，资料显示，独家导演访谈分析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通讯。
月球的影像，索非亚的月球水观测区域用蓝色强调。索菲亚拼凑出了第一张详尽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)
“我们的确证实了水的存在，而不只仅是羟基在南半球的大若干区域广泛分布，”合著者威廉·里奇在LPSC的演讲中说。
该区域的一个特征是著名的撞击坑more tus——一个71英里宽(114公里)的凹痕，差不多与夏威夷的大岛一样大，中央山峰延伸1.3英里(2.1公里)。探究人员察觉，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纳阳光的北侧则处于亏空状态。依据大学空间探究协会(USRA)的一份告示，这相似于“地球上的滑雪者得知接纳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“光通讯”的观测资料，这些资料覆盖在2022年2月观测时呈现的月球的可视化图上，蓝色强调水的浓度较高。(Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright)
在他们的陈述中，该探究的探究人员强调，他们不能使用任何地面望远镜，由于地球大气层中的水阻挡了来自月球上的水的所有通讯。“但是，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。
这些进展带来的一个悬而未决的难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得知的月球相当干燥的常识是失误的，”露西在一份告示中说。“我们已然得知这是错的，但难题是错到什么程度。”
他们期盼快要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，美国全国航空航天局(NASA)打算于2024年发射的VIPER(或Volatiles investigation s Polar Exploration Rover)将绘制水冰地图，并合作科学家察觉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，由于它是美国宇航局Artemis打算的一若干，预计将为宇航员提供他们所需的知识，以将月球冰得到到足够可靠的水中，乃至或许足够用于前方的着陆器和火箭。
这项探究发表在周三(3月15日)出版的《行星科学杂志》上的一篇论文中。