科學(xué)家利用月球玻璃解密月球“顏色”變化奧秘

上海自動(dòng)化儀表隨著人類對(duì)宇宙探索的深入，月球作為距離地球近的自然衛(wèi)星，一直是我們關(guān)注的焦點(diǎn)。嫦娥五號(hào)任務(wù)的成功，不僅實(shí)現(xiàn)了中國(guó)月球無(wú)人采樣返回，更為我們揭示了月球表面物質(zhì)的豐富性和復(fù)雜性。其中，月壤和月球玻璃的發(fā)現(xiàn)，以及它們與天體光學(xué)之間的聯(lián)系，為我們理解月球乃至整個(gè)宇宙提供了寶貴的線索。

　　月壤中含有多種礦物質(zhì)，如硅酸鹽、鐵、鈦等，這些資源對(duì)于未來(lái)的科學(xué)研究和太空工業(yè)具有潛在的價(jià)值。通過(guò)對(duì)月壤的分析，科學(xué)家可以了解月球的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、火山活動(dòng)歷史等，進(jìn)一步揭示月球的演化過(guò)程。月球玻璃是月球風(fēng)化層的常見(jiàn)成分，它們經(jīng)歷了極長(zhǎng)時(shí)間(數(shù)百萬(wàn)至數(shù)十億年)的老化，依然保持著完好的玻璃結(jié)構(gòu)。這類月球玻璃為評(píng)價(jià)玻璃長(zhǎng)期抗老化效應(yīng)提供了理想材料，并可能是未來(lái)空間探索中的服役材料。

　　近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心汪衛(wèi)華院士團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國(guó)空間技術(shù)研究院楊孟飛院士團(tuán)隊(duì)、南京大學(xué)鄒志剛院士團(tuán)隊(duì)，對(duì)我國(guó)地外天體采樣返回樣品——嫦娥五號(hào)月壤開(kāi)展了研究。

　　在前期揭示嫦娥五號(hào)月壤中多種類型玻璃物質(zhì)的基礎(chǔ)上，物理所非晶團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對(duì)月壤中一系列玻璃樣品進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)表征與分析，以期破解其所記錄的太空風(fēng)化信息。該研究發(fā)現(xiàn)，一顆月球玻璃珠能夠同時(shí)儲(chǔ)存不同尺寸、分布規(guī)律和顯微特征的納米金屬鐵顆粒，并借助玻璃珠明確的撞擊起源和旋轉(zhuǎn)特征，鑒別出在玻璃珠形成凝固前后分別產(chǎn)生的大、小粒徑納米鐵顆粒。進(jìn)一步，交叉結(jié)合天文學(xué)、空間科學(xué)等學(xué)科知識(shí)，研究發(fā)現(xiàn)具有不同光譜改造效應(yīng)的大、小尺寸納米鐵顆粒具有獨(dú)立的形成機(jī)制，分別對(duì)應(yīng)于月球表面的(微)隕石撞擊和太陽(yáng)風(fēng)輻照作用，揭示了(微)隕石撞擊和太陽(yáng)風(fēng)輻照這兩大空間活動(dòng)在太空風(fēng)化過(guò)程中均起到重要而不同的作用。這深化了科學(xué)家對(duì)空間環(huán)境與月表物質(zhì)相互作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為未來(lái)探索和預(yù)測(cè)月球磁性異常區(qū)、月球陰影區(qū)以及不同太空環(huán)境下小行星等天體顏色的變化規(guī)律提供了啟示。

　　嫦娥五號(hào)月壤、月球玻璃以及天體光學(xué)的研究，為我們揭示了月球乃至整個(gè)宇宙的奧秘。這些發(fā)現(xiàn)不僅豐富了我們對(duì)月球和宇宙的認(rèn)識(shí)，也為未來(lái)的太空探索、資源利用以及其他技術(shù)發(fā)展提供了重要支撐。

　　上海自動(dòng)化儀表相關(guān)研究成果以Separate effects of irradiation and impacts on lunar metallic iron formation observed in Chang’e-5 samples為題，在線發(fā)表在《自然-天文學(xué)》(Nature Astronomy)上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、中國(guó)科學(xué)院特別研究助理項(xiàng)目等的支持。該研究使用了國(guó)家航天局提供的CE5C0400月壤樣品。