嫦娥四號(hào)在月背發(fā)現(xiàn)天外來(lái)客 百萬(wàn)年以內(nèi)的碳質(zhì)球粒隕石撞擊體殘留物

　　近日，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)基于嫦娥四號(hào)巡視器（即月球車“玉兔二號(hào)”）獲取的具有超高空間分辨率的影像與光譜數(shù)據(jù)，首次在月表原位識(shí)別出年齡在1個(gè)百萬(wàn)年以內(nèi)的碳質(zhì)球粒隕石撞擊體殘留物。

　　我國(guó)探月工程嫦娥系列探測(cè)器及其發(fā)射使用的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司研制，工程其他分系統(tǒng)也有航天科技集團(tuán)所屬相關(guān)單位參與。其中，嫦娥四號(hào)任務(wù)在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)了航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察，首次實(shí)現(xiàn)了月球背面同地球的中繼通信；嫦娥五號(hào)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了我國(guó)首次地外天體采樣返回，為人類取回了21世紀(jì)的第一批月球樣品。

　　在嫦娥四號(hào)任務(wù)以前，人類曾在“阿波羅樣品”中發(fā)現(xiàn)了碳質(zhì)球粒隕石碎片，但從未在月球表面通過(guò)遙感探測(cè)直接觀測(cè)到碳質(zhì)球粒隕石的撞擊殘留物。中科院國(guó)家空間科學(xué)中心科研團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)表明，富含揮發(fā)分的碳質(zhì)小行星的撞擊或仍為現(xiàn)在的月球提供水源。

　　▲ 嫦娥四號(hào)巡視器“玉兔二號(hào)”

　　同時(shí)，研究顯示，比較年輕的月表物質(zhì)（如嫦娥五號(hào)返回樣品）中存在撞擊體殘留物的可能性。而對(duì)這些可能存在于嫦娥五號(hào)樣品中撞擊體殘留物的直接分析，將對(duì)地月系統(tǒng)撞擊體成分和類型的演變歷史提供重要參考，并有望對(duì)太陽(yáng)系軌道動(dòng)力學(xué)演化進(jìn)行進(jìn)一步約束，增進(jìn)關(guān)于內(nèi)太陽(yáng)系撞擊歷史的了解。相關(guān)研究成果日前在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-天文》上發(fā)表。

　　▲ 嫦娥四號(hào)著陸器

　　嫦娥四號(hào)探測(cè)器于2019年1月成功著陸于月球背面南極-艾肯盆地的馮·卡門撞擊坑中，其搭載的“玉兔二號(hào)”巡視器隨后對(duì)月表開展了持續(xù)的巡視探測(cè)。“玉兔二號(hào)”裝備的全景相機(jī)和可見-近紅外成像光譜儀，可以獲取超高分辨率的月表影像與高光譜數(shù)據(jù)。

　　▲ 嫦娥四號(hào)中繼星“鵲橋”支持地球與月球背面通信（示意圖）

　　在月表巡視的過(guò)程中，“玉兔二號(hào)”發(fā)現(xiàn)了一個(gè)小的新鮮撞擊坑，并在第9月晝的時(shí)候?qū)�這個(gè)撞擊坑進(jìn)行詳細(xì)的光譜探測(cè)�；�于全景相機(jī)近距離獲取的撞擊坑影像，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)撞擊坑中心存在一些與坑壁及坑外月壤明顯不同的物質(zhì)。

　　該研究對(duì)成像光譜儀獲取的高光譜影像數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，撞擊坑中心的疑似“殘留物”與坑內(nèi)及坑外的典型月壤、巖石碎塊的光譜呈現(xiàn)明顯不同的特征，并推測(cè)或存在某種具有藍(lán)化光譜特征的外來(lái)撞擊體物質(zhì)混入其中。

　　▲ “玉兔二號(hào)”對(duì)巡視路徑上“偶遇”的一個(gè)小型新鮮撞擊坑進(jìn)行詳細(xì)的光譜探測(cè)

　　該研究搜集了大量碳質(zhì)球粒隕石的光譜，經(jīng)過(guò)仔細(xì)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，該殘留物確實(shí)與碳質(zhì)隕石光譜具有很高的相似度。分析結(jié)果表明，該撞擊坑可能是一個(gè)小型碳質(zhì)隕石撞擊后形成。

　　撞擊輸運(yùn)過(guò)程被認(rèn)為是月球表面水及永久陰影區(qū)水冰的主要貢獻(xiàn)者之一，而碳質(zhì)小行星是小天體中相對(duì)比較富含水及揮發(fā)分的一類，在撞擊過(guò)程中其攜帶的水可能有部分得以保留在月表�；�于撞擊坑退化模型，科研團(tuán)隊(duì)對(duì)該撞擊坑的形成年齡進(jìn)行估算，結(jié)果表明該撞擊坑應(yīng)該形成于距今一百萬(wàn)年以內(nèi)。

　　▲ 嫦娥五號(hào)探測(cè)器月面采樣

　　對(duì)碳質(zhì)撞擊殘留物的直接觀測(cè)結(jié)果表明，相似的碳質(zhì)隕石殘留物可能在月表非常普遍，在嫦娥五號(hào)任務(wù)從月表一個(gè)相對(duì)年輕的玄武巖單元里采集返回的樣品中將有很大概率發(fā)現(xiàn)類似的撞擊殘留物。屆時(shí)，結(jié)合主微量元素與同位素年代學(xué)分析，將可以對(duì)撞擊體成分與類型演變進(jìn)行更好的限定。

　　未來(lái)，利用更高空間分辨率的遙測(cè)光譜數(shù)據(jù)，將有可能在月表更多地方發(fā)現(xiàn)類似的撞擊殘留物分布，從而進(jìn)一步加深對(duì)月球水的來(lái)源與分布的認(rèn)識(shí)。