月球排放碳離子現象使月球誕生理論受到質疑

日本大阪大學大學院理學研究科以横田勝一郎副教授及寺田健太郎教授為首，聯同日本多個科研機構組成的研究團隊，從日本宇宙航空研究開發機構輝夜姬號（日文：かぐや，英文：KAGUYA）繞月太空船，探測到的碳離子排放數據，這些排放物幾乎分佈在整個月球表面上，但是其數量在月球不同地理區域方面有所不同。碳是一種揮發性元素，儘管以前認為它會在月球中耗盡，但它對行星體的形成和演化具有相當大的影響。

在60年代和70年代的太陽神載人登陸月球任務帶回月球岩石樣本之後，科學家開始製定一種理論來解釋月球是如何形成。近年來，人們接受了月球是由大型行星與地球碰撞後拋射出來的物質形成。這個理論的一部分取決於採集得來月球岩石的數據，這些數據顯示由巨大撞擊產生的熱量，使到月球中的揮發性碳蒸發了。但是現在看來，月球表面埋藏著古老的碳，這表示有需要對月球的誕生理論做出一些改變。

這項工作涉及研究輝夜姬號繞月太空船一年半以來搜集到的數據，特別是碳的排放。研究團隊發現，月球所排放的碳比人們想像的要多，而且，新的碳添加（例如來自太陽風或與微流星體的碰撞）所得到的數量也沒有這麼多。他們還發現，月亮的某些部分地區比其它地方排放的碳更多，例如，玄武岩平原的排放量比高地的排放量更多。研究人員認為，這是因為平原上的表層物質比高地上的表層新，因此氣化的時間更少。

研究團隊的發現，月球在它的表面之下有大量的古代碳物質，而且自月球形成以來就可能已經存在那裡。這些物質如何在月球形成的早期，高溫中持續存在仍然是一個謎。研究人員還指出，他們測量的方法也可以應用於太陽系其它天體的研究。團隊打算用它來了解更多有關水星和火衛一（Phobos）碳排放的研究。

【圖、文：節譯自大阪大學2020年5月7日新聞公佈】研究全文刊登在2020年5月6日出版的《科學進展》期刊