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(zhù)人類(lèi)對宇宙探索的深入，月球作為距離地球近的自然衛星，一直是我們關(guān)注的焦點(diǎn)。嫦娥五號任務(wù)的成功，不僅實(shí)現了中國月球無(wú)人采樣返回，更為我們揭示了月球表面物質(zhì)的豐富性和復雜性。其中，月壤和月球玻璃的發(fā)現，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(xiàn)索。

　　月壤中含有多種礦物質(zhì)，如硅酸鹽、鐵、鈦等，這些資源對于未來(lái)的科學(xué)研究和太空工業(yè)具有潛在的價(jià)值。通過(guò)對月壤的分析，科學(xué)家可以了解月球的地質(zhì)結構、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(cháng)時(shí)間(數百萬(wàn)至數十億年)的老化，依然保持著(zhù)完好的玻璃結構。這類(lèi)月球玻璃為評價(jià)玻璃長(cháng)期抗老化效應提供了理想材料，并可能是未來(lái)空間探索中的服役材料。

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

　　在前期揭示嫦娥五號月壤中多種類(lèi)型玻璃物質(zhì)的基礎上，物理所非晶團隊進(jìn)一步對月壤中一系列玻璃樣品進(jìn)行了微觀(guān)結構表征與分析，以期破解其所記錄的太空風(fēng)化信息。該研究發(fā)現，一顆月球玻璃珠能夠同時(shí)儲存不同尺寸、分布規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，交叉結合天文學(xué)、空間科學(xué)等學(xué)科知識，研究發(fā)現具有不同光譜改造效應的大、小尺寸納米鐵顆粒具有獨立的形成機制，分別對應于月球表面的(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)家對空間環(huán)境與月表物質(zhì)相互作用機理的認識，為未來(lái)探索和預測月球磁性異常區、月球陰影區以及不同太空環(huán)境下小行星等天體顏色的變化規律提供了啟示。

　　嫦娥五號月壤、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)現不僅豐富了我們對月球和宇宙的認識，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(xiàn)發(fā)表在《自然-天文學(xué)》(Nature Astronomy)上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項、中國科學(xué)院特別研究助理項目等的支持。該研究使用了國家航天局提供的CE5C0400月壤樣品。