据美国太空网（By Sharmila Kuthunur）：根据Artemis计划，未来前往地球自然卫星的探险者可以使用月球上水分布的第一张地图。
天文学家已经绘制了第一张地图，显示了月球上的水供应如何随着当地的地理环境而变化，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数据放在一起的。(退休的索菲亚现在在亚利桑那州的一家博物馆展出。)
这项研究的发现是基于SOFIA探测波长为6微米的水的能力，这种能力“对水分子特别敏感”，夏威夷大学的天文学家、该研究的合著者保罗·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。
索菲亚数据的可视化测量信号或水的“光信号”，覆盖在2022年2月观测时出现的月球的可视化上。深蓝色表示水的浓度较高。(Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright)
以前的任务，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，但最终没有成功。水的化学指纹非常接近它的近亲羟基，羟基少了一个氢原子。因此，大多数以前的任务在3微米的波长下观察月球——不同于SOFIA更敏感的6微米红外观察——无法区分水和羟基的相似分子。2020年，索菲亚成为第一个明确探测月球南极水的任务；研究人员随后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会，”马里兰大学的研究员兼该研究的合著者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."
因此，Honniball的团队重新审视了索菲亚在2022年2月收集的数据。这一次，该团队没有试图找出有多少水存在，而是研究了它在月球表面的存在如何变化。在南半球的大部分地区，数据显示，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信号。
月球的影像，索非亚的月球水观测区域用蓝色表示。索菲亚拼凑出了第一张详细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)
“我们确实证实了水的存在，而不仅仅是羟基在南半球的大部分地区广泛分布，”合著者威廉·里奇在LPSC的演讲中说。
该地区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，几乎与夏威夷的大岛一样大，中央山峰延伸1.3英里(2.1公里)。研究人员发现，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受阳光的北侧则处于亏空状态。根据大学空间研究协会(USRA)的一份声明，这类似于“地球上的滑雪者知道接受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“光信号”的观测数据，这些数据覆盖在2022年2月观测时出现的月球的可视化图上，蓝色表示水的浓度较高。(Image credit: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright)
在他们的陈述中，该研究的研究人员表示，他们不能使用任何地面望远镜，因为地球大气层中的水阻挡了来自月球上的水的所有信号。“然而，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。
这些发展带来的一个悬而未决的问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知道的月球非常干燥的常识是错误的，”露西在一份声明中说。“我们已经知道这是错的，但问题是错到什么程度。”
他们希望即将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，美国国家航空航天局(NASA)计划于2024年发射的VIPER(或Volatiles investigation s Polar Exploration Rover)将绘制水冰地图，并帮助科学家发现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，因为它是美国宇航局Artemis计划的一部分，预计将为宇航员提供他们所需的知识，以将月球冰收获到足够安全的水中，甚至可能足够用于未来的着陆器和火箭。
这项研究发表在周三(3月15日)出版的《行星科学杂志》上的一篇论文中。
