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月球旋涡

月球旋涡是月球表面上发现的神秘特征，其特征是具有高反照率，在光学上不成熟（即具有相对年轻的风化层的光学特征），并且（通常）具有蜿蜒的形状。它们的曲线形状往往因在明亮旋涡之间蜿蜒的低反照率区域而更加突出。它们似乎覆盖在月球表面，叠加在环形山和喷出的沉积物上，但没有可观察到的地形学性质。在月海和高地上发现了旋涡：它们与特定的岩性质无关。月海上的旋涡以强烈的反照率对比和复杂蜿蜒的形态为特征，而高地地形上的旋涡则显得不是那么突出，形状也更简单，如单环或漫射亮点。

月球勘测轨道器广角相机拍摄的赖纳尔伽玛影像。
另一种观点下所见的赖纳尔伽玛旋涡。
智海
来自阿波罗10号的菲尔索夫环形山东面旋涡的影像。

与磁异常的关联

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月球旋涡与行星体上强度相对较高的月球磁场区域重合，该行星体缺乏，也可能从未有过产生自身磁场的主动核心发电机。每个旋涡都有相关的磁异常，但并非每个磁异常都有可识别的旋涡。阿波罗15号和16号的子卫星、月球探勘者和辉夜姬号的轨道磁场测绘显示了具有局部磁场的区域。由于月球现时没有活跃的全球磁场，这些区域异常是残磁区域；它们的起源仍然存在争议[来源请求]。

地层模型

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旋涡形成有三种主要模型。每个模型都必须解决月球旋涡形成的两个特征，即旋涡在光学上是不成熟的，并且与磁异常有关。

与月球旋涡相关的磁异常产生模型表明，观测到的一些磁异常是月球上较年轻的大型撞击盆地的对足[1]。

彗星撞击模型

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该模型认为，旋涡的高反照率是彗星撞击的结果。撞击将导致彗星最顶部的表面风化层被湍流的气体和灰尘冲刷，暴露出新鲜物质，并将细小的冲刷物质重新沉积在离散的沉积物中[2]。根据该模型，相关的强磁异常是由于彗发撞击表面时，通过超高速气体碰撞和微碰撞加热到居礼温度以上的近表面物资磁化的结果。彗星撞击模型的支持者认为，许多与主要盆地对映的旋涡出现是巧合，或者是旋涡位置映射不完整的结果[3][4]。

太阳风遮罩模型

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该模型认为，旋涡的形成是因为较浅颜色的风化层由于磁异常而受到保护，免于受太阳风的影响[5]。这些旋涡代表了暴露的硅酸盐材料，其反照率随着时间的推移通过太阳风离子轰击的偏转而选择性地保存下来，免于受到太空风化的影响。根据该模型，暴露的硅酸盐表面的光学成熟是太阳风离子轰击的结果。该模型表明，旋涡的形成是一个持续的过程，始于磁异常产生后。

2018年进行的数学模拟表明，熔岩管在冷却时可能会变得有磁性，这将提供与月球旋涡附近观测结果一致的磁场[6]。

粉尘输送模型

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该模型认为，地壳磁异常和太阳风等离子相互作用产生的弱电场可以吸引或排斥带电的粉尘。高反照率长石材料是月球土壤最细小颗粒的主要成分。在终端交叉过程中，表面上方扬起的尘埃的静电运动可能会导致这种材料优先积聚并形成明亮的环形旋涡图案[7][8]。

卫星量测

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几个月球太空船已经对月球旋涡进行了直接的磁观测，包括“克莱门汀号”和“月球探勘者”。这些观测结果与彗星撞击模型不一致[9]。月球勘测轨道飞行器的进一步观测支持了太阳风被磁场偏转的模型[来源请求]。

月球矿物测绘仪在对“月船1号”的光谱观测证实，浅色区域缺乏氢氧化物，这也支持了太阳风在浅色区域偏转的假设[10]。

截至2018年 (2018-Missing required parameter 1=month!)，美国国家航空航天局正在研究立方卫星任务概念，目的是了解月球旋涡的形成。拟议的“博拉斯 (太空船)（英语：BOLAS (spacecraft)）”（双卫星观测旋涡上方的月球大气）任务将涉及相距25 km（16 mi），以太空缆索相连的两颗小型卫星。较低的立方卫星将在离地表10公里的高度运行[11][12]。

现场调查

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美国国家航空航天局打算向赖纳尔伽玛发射一辆漫游车，以对那里的表面物质进行现场观测。通过PRISM（商业月球有效载荷服务#第三批（英语：Commercial Lunar Payload Services# Third batch））征求建议书，由JHU应用物理实验室运营的“月球顶点”任务，被选中获得了资金进行飞行[13][14]。为该任务交付的漫游车已包含在CLPSCP-11任务订单中[15]。携带多光谱显微镜的漫游车将确定表面颗粒的粗糙度和亮度，并将其资料传输到着陆器，着陆器将与地球上的处理器进行通信[16][17][18]。

相关条目

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参考资料

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  1. ^ Hood, L. L.; Coleman, P. J.; Wilhelms, D. E. The Moon: Sources of the Crustal Magnetic Anomalies. Science. 1979-04-06, 204 (4388): 53-57. Bibcode:1979Sci...204...53H. ISSN 0036-8075. PMID 17816737. S2CID 9385779. doi:10.1126/science.204.4388.53 （英语）. 
  2. ^ Pinet, Patrick C.; Shevchenko, Vladislav V.; Chevrel, Serge D.; Daydou, Yves; Rosemberg, Christine. Local and regional lunar regolith characteristics at Reiner Gamma Formation: Optical and spectroscopic properties from Clementine and Earth‐based data. Journal of Geophysical Research: Planets. 2000-04-25, 105 (E4): 9457–9476. Bibcode:2000JGR...105.9457P. ISSN 0148-0227. doi:10.1029/1999JE001086 （英语）. 
  3. ^ Schultz, Peter H.; Srnka, Leonard J. Cometary collisions on the Moon and Mercury. Nature. 1980-03, 284 (5751): 22–26. Bibcode:1980Natur.284...22S. ISSN 0028-0836. S2CID 4241425. doi:10.1038/284022a0 （英语）. 
  4. ^ Crashing Comets May Explain Mysterious Lunar Swirls - SpaceRef. spaceref.com. 1 June 2015 [10 September 2018]. 
  5. ^ Hood, L. L.; Schubert, G. Lunar Magnetic Anomalies and Surface Optical Properties. Science. 1980-04-04, 208 (4439): 49–51. Bibcode:1980Sci...208...49H. ISSN 0036-8075. PMID 17731569. S2CID 42500916. doi:10.1126/science.208.4439.49 （英语）. 
  6. ^ Lunar Swirls Point to the Moon's Volcanic Magnetic Past. spaceref.com. 6 September 2018. 
  7. ^ Garrick-Bethell, Ian; Head, James W.; Pieters, Carle M. Spectral properties, magnetic fields, and dust transport at lunar swirls. Icarus. 2011-04, 212 (2): 480–492. Bibcode:2011Icar..212..480G. ISSN 0019-1035. doi:10.1016/j.icarus.2010.11.036 （英语）. 
  8. ^ Steigerwald, Bill. Lunar Tattoos: New Clues. NASA. 28 April 2016 [10 September 2018]. 
  9. ^ Blewett, David T.; Coman, Ecaterina I.; Hawke, B. Ray; et al. Lunar swirls: Examining crustal magnetic anomalies and space weathering trends. Journal of Geophysical Research. 3 February 2011, 116 (E2): E02002. Bibcode:2011JGRE..116.2002B. doi:10.1029/2010JE003656  . 
  10. ^ Kramer, Georgiana Y.; Besse, Sebastien; Dhingra, Deepak; et al. M spectral analysis of lunar swirls and the link between optical maturation and surface hydroxyl formation at magnetic anomalies. Journal of Geophysical Research. 9 September 2011, 116: E00G18. Bibcode:2011JGRE..116.0G18K. doi:10.1029/2010JE003729  . 
  11. ^ Jenner, Lynn. NASA Studies Tethered CubeSat Mission to Study Lunar Swirls. NASA. 8 August 2017 [10 September 2018]. 
  12. ^ Bi-Sat Observations of the Lunar Atmosphere Above Swirls (BOLAS): Tethered SmallSat Investigation of Hydration and Space Weathering Processes at the Moon. (PDF) Stubbs, T. J.; Malphrus, B. K.; Hoyt, R., etal. 49th Lunar and Planetary Science Conference; 19–23 March 2018 at The Woodlands, Texas, USA.
  13. ^ NASA Selects New Science Investigations for Future Moon Deliveries. NASA (新闻稿). June 10, 2021. 
  14. ^ Lunar Vertex. JHUAPL. 
  15. ^ NASA Payloads for (CLPS PRISM) CP-11 – Intuitive Machines Nova-C Lander. NASA. 
  16. ^ Sam Zlotnik. A dynamic duo will help demystify the magnetic secrets of the lunar swirls. Smithsonian Magazine. 2 November 2022 [22 November 2022]. 
  17. ^ Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. Lunar Vertex: Solving mysteries swirling around the Moon's magnetic regions. APL Civil Space. [22 November 2022]. 
  18. ^ Johns Hopkins APL. Lunar Vertex - solving a magnetic mystery. APL Civil Space. [22 November 2022]. 

外部链接

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