一項對日本月球軌道飛行器資料的研究表明,月球可能攜帶了地球生命產生的物質,其歷史可以追溯到植物首次將氧氣充滿地球大氣之時。
大阪大學的寺田健太郎領導的團隊研究了“月球與工程探測者”的資料,更廣為人知的是“輝夜姬”。研究人員發現月球土壤中存在某種氧同位素,而這種同位素存在於地球上。
地球大氣層中近25億年來的幾乎所有氧氣都來自光合作用。這意味著月球岩石一直在從地球上的生物中吸收少量氧氣;研究人員說,月球被植物的廢棄物“汙染”了。[月球:10個令人驚訝的事實]
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日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 於 2007 年發射了輝夜姬探測器。該探測器完成了任務,並於 2009 年墜毀在月球上。該任務旨在研究月球的起源、其表面和當地的重力環境。離子能量分析儀 (IEA) 和離子質量分析儀 (IMA) 兩個儀器測量了來自月球的離子(帶電原子)和地球磁層中的離子。
月球會在兩種不同的環境中度過一段時間;在圍繞地球執行的大部分軌道上,這顆天然衛星會暴露在太陽風中,並從中吸收離子。當月球從太陽視野中消失時,它位於地球磁場延伸到太空,遠離太陽的區域(這被稱為磁尾)。在那段時間裡,來自地球的帶電粒子,而且只有來自地球的帶電粒子,才會到達月球。
離子之所以會逸出地球大氣層,是因為當陽光或偶爾的宇宙射線撞擊太空邊緣的氧原子(或任何其他氣體)時,這些原子會失去一個電子,從而帶電。地球的磁場會捕獲由此產生的離子,其中一些會被拋入太空。
寺田告訴 Space.com,離子來源的證據是氧-16 同位素。地球高層大氣和月球中的氧-16 相對較少,而太陽風中的氧-16 較多。月球土壤的氧含量有三個組成部分:一種富含氧-16,來自太陽風。另一種貧氧-16,在團隊檢視資料並將這種成分與地球大氣層中的離子進行比較之前,尚不清楚其來源。
寺田說:“有趣的是,未知的[氧-16]-貧乏成分的同位素組成與月球土壤的同位素組成非常相似,與臭氧層的同位素組成非常相同。”
第三個特徵是來自太陽的離子帶的電荷更高。中性氧原子有八個質子和八個電子。來自地球的氧原子通常只失去一個電子(並記為 O+)。來自太陽的氧原子通常會失去更多的電子;例如,它們將是 O5+,這意味著該原子失去了五個電子。研究人員說,高度電離的太陽氧原子不太可能重複來自地球的單電離原子的行為,因為來自太陽風的離子必須重新獲得一些被剝離的電子。科學家說,電子和原子不太可能偶然相遇並重新結合。
科學家說,另一個證明這種氧氣來自地球的證據是離子滲透到月球土壤中的深度。來自地球的離子與該團隊在月球上發現的氧離子的能量範圍相同:大約 1,000 電子伏特。研究說,那些源自太陽的離子的能量要高得多,滲透得也更深。
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