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紧盯月球 寻找系外天体到访的踪迹

来源:科技日报2019-09-17 09:16

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  近日,印度“月船二号”探测器着陆月球失利的消息在朋友圈刷屏。事实上,印度并不是今年首个在尝试落月时失败的国家。早在今年4月份,以色列的一个着陆器也尝试落月,但在下降段飞行的最后时刻坠毁。

  尽管面临诸多挑战,但人类对星辰大海的向往却从未停止。现今,全球探月活动掀起新一轮热潮,新的想法正不断涌现。美国哈佛大学天文学家阿米尔·西拉杰(Amir Siraj)和亚伯拉罕·勒布(Abraham Loeb)在最近的一项研究中认为,对月球表面进行持续的实时监测,有可能捕捉到系外天体的踪迹,前提是要建造一个太空望远镜,将其放置在月球同步轨道。

  月表撞击坑背后或藏玄机

  在月球同步轨道部署探测器的主意并不新鲜,早在2009年,美国宇航局发射了月球勘测轨道飞行器(LRO),描绘月球表面的高清地图是LRO的重要任务之一。

  “十年来,LRO一直在不停地给月球表面拍照,也不时地窥视一下落在月球表面的几个人造的新家伙。LRO所有的照片累积起来,能看清月球表面数十平方厘米大小的形貌特征。”中国科学院国家天文台研究员平劲松介绍,通过比对前后获得的照片,科学家发现月球表面不断大量出现新的撞击坑。据估算,大概10—11万年左右,月球表面就会被砸个遍。

  这些坑都是谁砸的?据观测,大部分砸向月球表面的是岩石类天体,其中也不排除有来自太阳系边缘或系外访客的可能。按照阿米尔·西拉杰等人的设想,在月球同步轨道放置太空望远镜,实时监测月表撞击情况,对撞击时产生的光谱等数据进行研究,可以了解撞击体的速度、质量和密度,以及撞击过程的溅射辐射特性,进而判断它是否来自太阳系外。

  的确,仅通过外表形态,很难判断撞击体是否来自系外。平劲松指出,除了外表形态,运动速度也是一个很关键的衡量指标。来自系外的岩石类天体,在速度很快的情况下,撞击月表所产生的形变,和来自系内小天体撞击月表所产生的形变是不一样的。

  此外,撞击过程会发生物质溅射,并产生电磁辐射。对撞击时产生的坑表面和溅射尘埃进行光谱探测和分析,我们可以了解溅射物质构成和物质丰富度比例。如果发现其元素丰度分布和已知系内天体不一样,有着明显的异常,则这个“访客”有可能是来自系外的天体。

  星际访客提供理解宇宙新方式

  如果科学家运气足够好,捕捉到了系外天体撞击月球的瞬间,这颗星际访客会带来哪些新的认知呢?

  借助地面的光学望远镜和探测器原位观测等手段,科学家对太阳系内的固态、气态行星有了一定的认识,并对数十亿年前太阳系形成之初的情形展开了一系列推演。但太阳系形成之初的直接线索,如今已经很难找到了。

  “太阳系早期行星演化到底是什么样的,我们并不确切知晓。如果能发现来自太阳系边缘或更远的天体,对它的物质成分进行分析,对于了解太阳系早期的形成和演变过程而言,我们将会得到更多的信息和约束性条件。”平劲松分析道。

  在西拉杰看来,作为“信使”的系外天体,为人们提供了一种全新的理解宇宙的方式。例如,银河系晕中恒星喷射出的碎片,可以告诉人们最早的行星是什么样子的。从邻近恒星的宜居带中喷射出的小行星,或许会揭示其他行星系统中存在生命的可能。

  一直以来,人们很难相信地球是宇宙中唯一存在生命的星球,也迫切地想知道是否有地外生命的存在。平劲松介绍,科学家此前在个别陨石中发现了氨基酸分子的存在。氨基酸是构成地球生命的重要基础,这一发现表明在太阳系边缘存在生命起源的可能,为生命前期的化学演化提供依据。

  “既然太阳系边缘存在均等比例的左旋和右旋氨基酸分子,那么更远的天体上是否也有这类构成生命的基础物质存在?这些谜团都有待进一步的研究去揭开。但无论如何,地球不太可能是宇宙中唯一存在生命的地方。”平劲松认为。(唐 婷)

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