近日，记者从山东大学了解到，该校“太阳爆发及其对行星空间环境的影响”攀登团队、空间科学研究院磁层与太阳风相互作用课题组和行星科学课题组，联合国内外多个单位科研人员，通过空间物理、天体化学和行星光谱学多科交叉研究，提出并证实“地球风”可在月球表面生成水。
据介绍，月球上的极端温度和恶劣的太空环境，使得在阿波罗探月之前，人们普遍认为月球如沙漠一般干燥。此后许多研究发现，月球上存在多种形式的水，如两极永久阴影区的水冰、火山岩石中蕴含的水等。
这些水是如何形成的？目前的一种主流理论认为，来自太阳的太阳风包含带正电的氢离子，它们轰击月球表面，与表面物质中的氧原子结合，生成了羟基或水分子。山大团队研究发现，太阳风粒子或并非月表水的唯一来源，来自地球的粒子即“地球风”同样可与月球表面物质作用生成水，且其他行星的卫星上也可能存在与地月系统类似的作用过程。
“地球风”是什么？科研人员介绍，地球周围有个叫做“磁层”的磁保护伞，从地球高层大气逃逸并进入磁层的氧离子、氢离子等，加上以各种方式进入磁层的部分太阳风粒子，共同构成能到达月球的地球磁层粒子，即“地球风”，其特性与太阳风粒子截然不同。
在满月前后约3天里，月球位于地球磁层内，此时太阳风被屏蔽，计算表明，先前由太阳风产生并蕴藏于月表的水，在表面热环境驱动下，会大量“蒸发”损失掉。但山大研究团队利用月船一号月球矿物绘图仪数据分析发现，在地球磁层屏蔽太阳风期间，月球表面的水却并未因热损失而显著减少。通过比较进入磁层前、中和后月球表面水含量变化，及月亮女神卫星和西弥斯-阿尔忒弥斯卫星对近月空间太阳风和地球风的探测结果，研究团队证实了地球风可补充月表由于热损失而减少的水。在这个意义上，磁层成为连接地球和月球的“桥梁”，为物质输运提供了通道。这一发现为数值模拟和实验室模拟月球水的形成过程提供了参考，同时因太阳系其他行星系统中也可能存在类似的物质输运“桥梁”，本研究可使人们更深入地理解太阳系中水的演化、太阳和磁层活动对其他行星-卫星系统的影响等问题。
该交叉科学研究历时7年，相关研究成果发表于业内权威杂志AstrophysicalJournalLetters，并被《自然（NATURE）》杂志和美国天文学会收录为研究亮点。论文第一作者为山东大学磁层与太阳风相互作用课题组博士生王慧姿，通讯作者为山东大学行星科学课题组张江和磁层与太阳风相互作用课题组长史全岐，校内合作者还有夏利东、凌宗成、田安民、付晓辉、郭瑞龙和AlexanderDegeling等。
新时报记者：曹莫
编辑：刘丹