嫦娥四號在月背發(fā)現(xiàn)天外來客 百萬年以內(nèi)的碳質(zhì)球粒隕石撞擊體殘留物

　　近日，我國科研團隊基于嫦娥四號巡視器（即月球車“玉兔二號”）獲取的具有超高空間分辨率的影像與光譜數(shù)據(jù)，首次在月表原位識別出年齡在1個百萬年以內(nèi)的碳質(zhì)球粒隕石撞擊體殘留物。

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

　　在嫦娥四號任務(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遙感探測直接觀測到碳質(zhì)球粒隕石的撞擊殘留物。中科院國家空間科學(xué)中心科研團隊的發(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。

　　▲ 嫦娥四號巡視器“玉兔二號”

　　同時，研究顯示，比較年輕的月表物質(zhì)（如嫦娥五號返回樣品）中存在撞擊體殘留物的可能性。而對這些可能存在于嫦娥五號樣品中撞擊體殘留物的直接分析，將對地月系統(tǒng)撞擊體成分和類型的演變歷史提供重要參考，并有望對太陽系軌道動力學(xué)演化進行進一步約束，增進關(guān)于內(nèi)太陽系撞擊歷史的了解。相關(guān)研究成果日前在國際學(xué)術(shù)期刊《自然-天文》上發(fā)表。

　　▲ 嫦娥四號著陸器

　　嫦娥四號探測器于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”巡視器隨后對月表開展了持續(xù)的巡視探測。“玉兔二號”裝備的全景相機和可見-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）

　　在月表巡視的過程中，“玉兔二號”發(fā)現(xiàn)了一個小的新鮮撞擊坑，并在第9月晝的時候?qū)�這個撞擊坑進行詳細的光譜探測�；�于全景相機近距離獲取的撞擊坑影像，科研團隊發(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，并推測或存在某種具有藍化光譜特征的外來撞擊體物質(zhì)混入其中。

　　▲ “玉兔二號”對巡視路徑上“偶遇”的一個小型新鮮撞擊坑進行詳細的光譜探測

　　該研究搜集了大量碳質(zhì)球粒隕石的光譜，經(jīng)過仔細對比后發(fā)現(xiàn)，該殘留物確實與碳質(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小型碳質(zhì)隕石撞擊后形成。

　　撞擊輸運過程被認為是月球表面水及永久陰影區(qū)水冰的主要貢獻者之一，而碳質(zhì)小行星是小天體中相對比較富含水及揮發(fā)分的一類，在撞擊過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，科研團隊對該撞擊坑的形成年齡進行估算，結(jié)果表明該撞擊坑應(yīng)該形成于距今一百萬年以內(nèi)。

　　▲ 嫦娥五號探測器月面采樣

　　對碳質(zhì)撞擊殘留物的直接觀測結(jié)果表明，相似的碳質(zhì)隕石殘留物可能在月表非常普遍，在嫦娥五號任務(wù)從月表一個相對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，結(jié)合主微量元素與同位素年代學(xué)分析，將可以對撞擊體成分與類型演變進行更好的限定。

　　未來，利用更高空間分辨率的遙測光譜數(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，從而進一步加深對月球水的來源與分布的認識。