中科院團隊基于“嫦娥四號”數(shù)據(jù)在月球背面發(fā)現(xiàn)“天外來客”

中新網(wǎng)北京12月1日電    記者12月1日從中國科學院國家空間科學中心獲悉，該中心空間天氣學國家重點實驗室劉洋研究員團隊基于“嫦娥四號”巡視器獲取的具有超高空間分辨率的影像與光譜數(shù)據(jù)，首次在月表原位識別出年齡在100萬年以內(nèi)的碳質球粒隕石撞擊體殘留物。

中科院團隊這一被形象稱為在月球背面發(fā)現(xiàn)“天外來客”的相關研究成果論文，近日在國際專業(yè)學術期刊《自然-天文》發(fā)表。美國夏威夷大學、澳門科技大學、北京大學和香港理工大學等科研人員參與該研究。

劉洋研究員介紹說，“嫦娥四號”探測器于2019年1月成功著陸于月球背面南極-艾肯盆地的馮·卡門撞擊坑中，其搭載的“玉兔二號”巡視器隨后對月表持續(xù)開展巡視探測。“玉兔二號”裝備的全景相機和可見-近紅外成像光譜儀，可獲取超高分辨率的月表影像與高光譜數(shù)據(jù)。在月表巡視過程中，“玉兔二號”發(fā)現(xiàn)一個小的新鮮撞擊坑，并在第9月晝的時候對該撞擊坑進行詳細的光譜探測?；谌跋鄼C近距離獲取的撞擊坑影像，研究團隊發(fā)現(xiàn)撞擊坑中心存在一些與坑壁及坑外月壤明顯不同的物質。

進一步對成像光譜儀獲取的高光譜影像數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，撞擊坑中心的疑似“殘留物”與坑內(nèi)及坑外的典型月壤、巖石碎塊的光譜呈現(xiàn)明顯不同的特征。通常情況下，月表巖石或月壤的反射光譜會呈現(xiàn)出“紅化”的特征，且月表發(fā)生的太空風化作用一般會進一步加劇這種紅化特征，而此次發(fā)現(xiàn)的新鮮撞擊坑中心疑似殘留物的光譜卻呈現(xiàn)出“藍化”的特征。

劉洋表示，研究團隊由此推測，這可能存在某種具有藍化光譜特征的外來撞擊體物質混入其中。根據(jù)小行星中只有碳質小行星的光譜存在藍化特征，研究團隊又搜集大量碳質球粒隕石的光譜，經(jīng)過仔細對比后發(fā)現(xiàn)，該殘留物確實與碳質隕石光譜具有很高的相似度。

為進一步確認“天外來客”分析結果，研究團隊對該撞擊坑進行詳盡形貌分析表明，它應該屬于一次撞擊坑，而非原始撞擊產(chǎn)生的濺射體再次撞擊月表形成的二次撞擊坑。隨后利用數(shù)值模擬技術研究分析，結果表明該撞擊坑可能是一個小型碳質隕石撞擊后形成。

劉洋指出，撞擊輸運過程被認為是月球表面水及永久陰影區(qū)水冰的主要貢獻者之一，而碳質小行星是小天體中相對比較富含水及揮發(fā)分的一類，在撞擊過程中其攜帶的水可能有部分得以保留在月表。基于撞擊坑退化模型，研究團隊對該撞擊坑的形成年齡進行估算顯示，該撞擊坑應該形成于距今100萬年以內(nèi)。

他認為，最新研究對碳質撞擊殘留物的直接觀測結果表明，相似的碳質隕石殘留物可能在月表非常普遍，在“嫦娥五號”從月表一個相對年輕的玄武巖單元里采集返回的樣品中，將有很大概率發(fā)現(xiàn)類似的撞擊殘留物。而對這些可能存在于“嫦娥五號”樣品中撞擊體殘留物的直接分析，將對地月系統(tǒng)撞擊體成分和類型的演變歷史提供重要參考，并有望增進對太陽系軌道動力學演化、太陽系內(nèi)撞擊歷史的了解。

中科院國家空間科學中心稱，先前研究在“阿波羅樣品”中發(fā)現(xiàn)碳質球粒隕石碎片，但從未在月球表面通過遙感探測直接觀測到碳質球粒隕石的撞擊殘留物。劉洋團隊此次研究發(fā)現(xiàn)表明，富含揮發(fā)分的碳質小行星的撞擊或仍為現(xiàn)在的月球提供水源。未來，利用更高空間分辨率的遙測光譜數(shù)據(jù)，將有可能在月表更多地方發(fā)現(xiàn)類似的撞擊殘留物分布，從而進一步加深對月球水的來源與分布的認識。