揭開月球的神秘面紗
——LADEE數據首次證實月球外逸層存在氖氣
本報記者 房琳琳
雖然科學家幾十年前就推測月球大氣層中存在氖氣，但直至今日，來自美國國家航空航天局（NASA）月球大氣與塵埃環境探測器（LADEE）的數據才第一次證實了這種推測。氖氣在地球上通常用於使電子標識發出強烈的光，俗稱霓虹燈。
LADEE，短命但高效的探月行者
2013年9月，NASA在維吉尼亞的沃洛普斯飛行設施中心發射了LADEE，從當年10月6日開始進入月球軌道，11月10日開始收集科學數據。2014年3月，在成功完成100天科學探索後，LADEE又自行拓展了探測任務。由於燃料消耗殆盡，2014年4月17日，LADEE撞擊墜毀於月球表面。
執行探測任務的NASA戈達德太空飛行中心項目責任人邁哈迪·班納說：「自從阿波羅計劃以來，月球表面散逸的氖氣是否存在就成為一個重要的研究課題，但並沒有可靠的檢測結果予以支撐。我們感到高興的是，不僅最終確認了氖氣的存在，還發現它的存量其實很豐富。」班納在發表於《地球物理研究快報》上的一篇論文中詳細陳述了發現成果。
月球外逸層，稀薄大氣層的研究樣本
其實，月球上並沒有足夠的氖氣讓它看起來熠熠生輝，因為月球自身的大氣層極其稀薄，只有地球海平面上大氣層密度的100萬億分之一，具有稠密大氣層的地球在太陽系中是比較少見的。
稠密大氣層的活動由原子和分子之間的碰撞產生動力，而月球的大氣層是如此之薄，原子很少發生碰撞，因而技術上被稱為外逸層。外逸層在太陽系中很常見，所以科學家對此很感興趣，希望了解更多有關它的特性。
班納說：「在人類頻繁進行月球探索之前搞清楚外逸層很重要，因為太空飛行器的火箭排氣很容易就能改變其原來的成分。」
氦、氖和氬，月球外逸層的主要成分
月球外逸層的成分大部分來自太陽風。太陽風以每小時160萬公里的速度從太陽表面吹出帶電粒子流，其中大部分是氫和氦，也含有少量的包括氖氣在內的其他元素。這些元素撞擊月球表面，但只有氦、氖和氬返回到太空中，其他元素無限期保留在月球表面附近。
LADEE證實，月球外逸層大多數氣體是氦、氖和氬。它們的豐富程度取決於月球上的時間，氬在日出時達到極值，氖則在上午4時最多，而氦在凌晨1時最豐富。7個月連續不斷的系統監測，讓科學家更好地理解了這些氣體是如何補充到外逸層中去，以及最終是如何消散殆盡的。
月球岩石，外逸層元素的重要來源
雖然大部分月球外逸層來自太陽風，但LADEE的中性粒子光譜儀（NMS）顯示，一些氣體是從月球岩石中逃逸出來的。其中，氬-40由自然產生的放射性鉀-40衰變而來。
班納說：「我們很驚訝地發現，氬-40創造出了一個突起地區，這一地區將卡洛和風暴海涵蓋在內。」儘管這個突起地區的形成原因尚未可知，但「這一地區恰恰是月球上鉀-40存在量最豐富的地方，所以，在大氣氬元素和表面鉀元素以及深層來源之間可能存在著某種聯繫。」
NMS還揭示了月球外逸層中一些氦的意想不到的來源。班納說：「大約有20%的氦來自月球本身，最有可能的是由岩石中放射性釷和鈾衰變產生。」這種氦正在以標準大氣壓下每秒7升的速度生成。
班納說：「NMS收集的數據回答了有關外逸層氦和氖的來源和消散問題，40年來，這一直是個謎。這些發現雖然意義重大，但模型有局限性，未來還需要運用更複雜的手段繼續探索相關信息。」