月球表面如何产生水？月球表面产生水跟地球磁层有关吗？

　　一项新的跨国研究表明：太阳风可能不是形成水离子的唯一来源。研究人员表明：来自地球的粒子也可以将水注入月球，这意味着其他行星也可以为卫星提供水。在阿波罗时代之前，由于极端温度和太空环境的恶劣性，月球被认为是沙漠的干燥地。但是之后，许多研究发现了月球水：阴影极地环形山中的冰、火山岩中约束的水以及月球土壤中意外的生锈铁沉积物。尽管有这些发现，但仍没有真正证实月球表面水的范围或来源。

　　流行的理论是，由太阳风推动的带正电荷的氢离子轰击月球表面，自发反应生成水(如羟基(羟基)和分子(H2O))。但是，一项新的跨国研究表明：太阳风可能不是形成水离子的唯一来源。研究人员表明：来自地球的粒子也可以将水注入月球，这意味着其他行星也可以为卫星提供水。

　　水在太空中的普遍程度远远超过天文学家最初的想象，从火星表面到木星的卫星和土星环、彗星、小行星和冥王星；它甚至在远离我们太阳系的云层中被探测到。以前人们认为，在太阳系形成的过程中，水被结合到这些物体中，但越来越多的证据表明，太空中的水要动态得多。尽管太阳风可能是月球表面水的来源，但计算机模型预测，在满月的大约三天时间里，当它通过地球磁层时，多达一半的太阳风应该会在高纬度地区蒸发和消失。

　　出乎意料的是，Chandrayaan-1卫星的“月亮矿物制图仪”（M 3）对表面羟基/水表面图的最新分析表明：月球表面水在该磁层屏蔽期间没有消失。人们认为地球磁场会阻止太阳风到达月球，因此水的再生不可能比损失的更快，但研究人员发现情况并非如此。

　　通过比较磁层穿越之前，之中和之后的水面图的时间序列，研究人员认为月球水可以通过磁层离子流（也称为“地球风”）得到补充。Kaguya卫星证实了月球附近这些地球衍生离子的存在，而THEMIS-ARTEMIS卫星观测则用于描绘太阳风与磁层地球风中离子的独特特征。

　　Kaguya卫星先前在满月期间进行的观测发现了从地球臭氧层泄漏并嵌入月球土壤的高浓度氧同位素，以及在我们广阔的广阔大气层（称为外层大气层）中的大量氢离子。磁层粒子的这些组合流与太阳风中的流根本不同。因此，这项研究中对地表水的最新检测反驳了屏蔽的假设，反而暗示了磁层本身创造了可以补充月球的“水桥”。

　　这项研究雇用了来自宇宙化学，空间物理学和行星地质学的多学科专家团队来对数据进行背景分析。先前对地表水的解释没有考虑地球离子的影响，也没有研究地表水如何随时间变化。磁层满月期间唯一可用的表面图和粒子数据是在2009年冬季和夏季，并且过去的几年花费了很多时间来分析和解释结果。由于缺乏观测，因此分析非常困难，因为观测需要随时间比较相同的月球表面状况并控制温度和表面成分。

　　根据这些发现，对太阳风和行星风的未来研究可以揭示更多有关我们太阳系中水的演变以及太阳和磁层活动对其他卫星和行星体的潜在影响。扩大这项研究将需要新的卫星配备全面的羟基/水测图光谱仪，以及在轨道和月球表面的粒子传感器，以充分确认这一机制。这些工具可以帮助预测最佳的区域，以便将来进行月球勘探，采矿和最终定居。实际上，这项研究可以影响即将到来的太空任务的设计，从而更好地保护人类和卫星免受粒子辐射的危害，并且还可以改善计算机模型和太空水形成的实验室实验。