美国宇航局科学家已经弄清楚为什么灰尘颗粒尽管没有风或流水将它们推到那里,但它们仍漂浮在离水面几厘米的地方。
这一发现不仅可以解释这些尘埃颗粒如何在月球上远距离运输,还可以描述许多无空气环境中发生的过程,包括月球环。
“这个新的模型解决了灰尘充电和运输的基本机制,这几十年来一直困扰着科学家,”团队成员之一说道王旭,来自美国宇航局加利福尼亚州艾姆斯研究中心。
科学家们对这些悬浮粒子的了解已有五十多年了,它们已被用来解释月球的奇怪现象地平线辉光'- 阿波罗宇航员首次观察到的现象NASA 勘测者探测器在 20 世纪 60 年代。
当阿波罗任务绕月球背面运行时,他们在日落后看到地平线上闪烁着令人难以置信的明亮弧光。
1994 年,美国宇航局克莱门汀号宇宙飞船捕捉到了这一现象的惊人图像:
月亮的地平线发出光芒。 图片来源:美国宇航局
20 世纪 60 年代阿波罗宇航员围绕月球首次目睹的同样的事情后来被记录下来土星环上空,并在陨石坑中 爱神。
“这些都是灰尘在没有风或流水的情况下穿越广阔地区的例子。”美国宇航局说。
“科学家相信静电尘埃过程可以解释这些太空观测结果,但到目前为止,还没有研究支持这些解释。”
为了弄清楚这些颗粒是否真的通过静电力悬浮在月球表面上方,王和他的团队在实验室进行了一项实验,看看微米大小的尘埃颗粒在暴露于紫外线 (UV) 辐射或电时会发生什么变化带电气体称为等离子体。
在这两种情况下,尘埃颗粒都会跃出表面几厘米,研究小组表示,在月球上,光线会通过这些悬浮的颗粒散射,从而产生地平线发光。
“在地球的月球上,这些尘埃颗粒会被抛到月球表面上方 4 英寸(10 厘米)以上,”美国宇航局报告。
“月球地平线的辉光——在测量者 5 号、6 号和 7 号 5 年前拍摄的图像中看到的——可能部分是由于阳光在静电释放的尘埃颗粒云中散射造成的。”
您可以看到下面的结果:
美国宇航局
研究发现月球尘埃的奇怪特性与来自太阳的紫外线辐射或等离子体相结合,可以将单个颗粒——有时甚至是大团尘埃——抛到地表上方。
这是由于反应导致相邻粒子之间形成的“微腔”内的电子发射和重新吸收,从而产生意想不到的大电荷和强烈的排斥力。
这些力导致灰尘颗粒或灰尘团从表面升起,或“悬浮”。
它不仅会造成“地平线辉光”效应,而且还会在月球上维持一个令人沮丧的敌对环境,因为这些漂浮的粒子实际上是多么“尖锐”。
作为美国土壤科学学会早在2008年就解释过月球表面发现的粉状污垢是微陨石撞击当地月球岩石形成细小颗粒而形成的。
这些撞击产生的能量实际上将月球泥土融化成蒸气,一旦蒸气冷却并凝结在土壤颗粒上,就会将它们覆盖在玻璃壳中。
田纳西大学行星地球科学研究所所长拉里·泰勒(Larry Taylor)表示:“灰尘的磨蚀性非常强,实际上磨损了杰克靴子上的三层类似凯夫拉的材料。”说的阿波罗 17 号宇航员哈里森·“杰克”·施密特 1972 年的月球漫步。
美国宇航局团队表示,这种现象理论上可能发生在任何无空气的环境中,并且可以解释尘埃颗粒如何在没有风推动的情况下穿过土星环,或在爱神小行星上形成“尘埃池”。
“我们预计尘埃颗粒会在整个月球表面以及任何其他无空气行星体的表面上以静电方式流动和运输,”王说。
该研究发表于地球物理研究快报。