天文學家為錢德拉X射線天文臺找到了新的用途:探測月球表面。科學家昨天宣佈,新的觀測結果為月球成分提供了直接證據。確切瞭解是什麼元素構成了這顆衛星以及它們是如何分佈的,將有助於研究人員確定我們的衛星是如何形成的。此外,這些發現可能澄清關於月球黑暗區域長達十年的爭論。
到目前為止,天文學家對月球構成成分的所有了解都來自月球著陸期間收集的樣本以及傳送到月球表面的探測器。哈佛-史密森天體物理學中心(CfA)的傑里米·德雷克在阿拉巴馬州亨茨維爾舉行的紀念錢德拉四年研究成果的研討會上表示,該天文臺可以提供一種觀察月球的新方法。“我們有來自六個間隔很遠的阿波羅著陸點的月球樣本,但是錢德拉的遙感可以覆蓋更廣闊的區域,”他評論道。“這是僅次於身臨其境的最佳選擇,而且非常快速且具有成本效益。” 他展示了錢德拉在2001年7月和9月收集的資料,這些資料表明在月球表面大面積區域存在氧、鎂、鋁和矽。當太陽輻射照射到月球時,它會激發某些元素的電子。這種能量很快被元素以特徵波長重新發射,這個過程被稱為熒光,錢德拉可以探測到它。
德雷克指出,結果是初步的,因為只使用了少量晶片來尋找熒光,而且錢德拉和月球之間的角度使得某些區域的測量變得困難。但它們證明了這個過程是有用的。科學家們說,未來的測試將使用更多晶片並觀察特定地點。更好地量化月球地殼中元素的丰度將有助於天文學家進一步檢驗月球成因的巨型撞擊理論,該理論認為,大約45億年前,一個大致相當於火星大小的天體撞擊了地球,月球是由由此產生的碎片聚集形成的。
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1990年,德國倫琴衛星探測到天文學家認為來自衛星該部分的X射線訊號。科學家們提出,來自太陽的高能電子撞擊了月球表面,導致了這些所謂的暗月X射線。但是錢德拉的結果揭示,這個訊號不是來自月球,而是來自地球自身的外層大氣層。CfA的布拉德·瓦格林指出:“觀測到的X射線光譜、X射線的強度以及X射線強度隨時間的變化都可以用來自地球延伸的外層大氣的輻射來解釋,錢德拉正在其中移動。”