月球上的神秘輝光

陳戊戌

當(dāng)1969年，阿波羅11號(hào)宇宙飛船飛向月球時(shí)，阿姆斯特朗與奧爾德林不知道自己會(huì)經(jīng)歷什么。月球上的一切都是未知的，那個(gè)時(shí)候地球上的科學(xué)家們甚至不知道月球土壤成分實(shí)際上與地球相似，直到登月成功的宇航員們，將月球上的土壤帶回地球。

不過(guò)，不等他們多想，在飛船距離月球不太遠(yuǎn)時(shí)，他們就發(fā)現(xiàn)了古怪之處。在月球的晨昏線上空，竟然出現(xiàn)了非常明亮的輝光。這些光芒似乎籠罩在一些神秘的云霧中，以弧形的形式環(huán)繞在月球一些區(qū)域的表面，比太陽(yáng)在月球同一地點(diǎn)產(chǎn)生的光亮更亮。

在地球上，輝光是由于傍晚的陽(yáng)光經(jīng)過(guò)厚厚的云層，經(jīng)水分子和塵土的散射形成。但月球沒(méi)有大氣層，雖然外溢層含有極端稀薄的空氣，但月球空氣中原子和分子很稀疏，無(wú)法與太陽(yáng)的帶電粒子碰撞產(chǎn)生光芒。而由于沒(méi)有空氣，也就無(wú)法產(chǎn)生氣流，在沒(méi)有風(fēng)力作用下，月球的地表塵土不可能飛得那么高，沒(méi)有一定的空氣密度，這些粒子也不能懸浮。所以，理論上講，月球不應(yīng)該散發(fā)出這種光芒。

然而，這并不是阿姆斯特朗與奧爾德林的錯(cuò)覺(jué)。自那以后，幾乎每一個(gè)阿波羅號(hào)宇航員都曾報(bào)告看到奇怪的月球光亮。在1969年執(zhí)行過(guò)登月任務(wù)的阿波羅12號(hào)的宇航員艾倫·賓就在接受采訪時(shí)，曾表示：“我看到一道閃光，我在想我看到的真是閃光嗎？”第十個(gè)踏上月球的宇航員查爾斯·杜克，則更詳細(xì)地描述了這種異樣的感覺(jué)：“我看到了這些閃光，就像就在我眼睛里放煙花一樣。”這些宇航員們描述的光亮大多是白色的，但也有其他顏色的光，例如藍(lán)色或黃色。

那么，到底發(fā)生了什么呢？

一種視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)？

最初科學(xué)家們認(rèn)為，這種神秘輝光現(xiàn)象并不是月球特有的現(xiàn)象，而只是宇宙射線引發(fā)的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)。宇宙射線是一種高速運(yùn)動(dòng)的帶電高能粒子，沒(méi)有大氣層的月球，宇宙射線可以“長(zhǎng)驅(qū)直入”，損傷人的大腦，當(dāng)它與大腦中的視覺(jué)神經(jīng)相互作用，就可能會(huì)造成宇航員看到閃光。

研究人員還曾設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以測(cè)試宇宙射線是否導(dǎo)致宇航員看到了閃光。工程師設(shè)計(jì)了一種能檢測(cè)宇宙射線的黑色頭盔，然后讓杜克在執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候帶上。果然，當(dāng)杜克戴的頭盔檢測(cè)到宇宙射線時(shí)，就看到了白色的閃光。

不過(guò)，這次試驗(yàn)也許只能解釋一部分原因。早在1966年，攝像機(jī)就已經(jīng)拍下了月球地平線輝光現(xiàn)象。1994年，美國(guó)宇航局的克萊門(mén)蒂娜號(hào)航天器非常清晰地捕獲了這種驚人的現(xiàn)象，證明了這種現(xiàn)象并不是錯(cuò)覺(jué)，而是真實(shí)存在的。

月球地平線輝光現(xiàn)象，又與地球上觀察到的月球瞬變現(xiàn)象非常類似。月球瞬變指的是在地球上觀看到的月亮一些區(qū)域顏色、光線突然變亮現(xiàn)象，這一紀(jì)錄至少可以追溯到1000年前。研究者推測(cè)，月球瞬變現(xiàn)象是由于月球表面不斷發(fā)生撞擊事件，大量的塵埃被揚(yáng)起，從而形成了能反射光的撞擊云。也有人認(rèn)為是由于地下洞穴中釋放的氣體導(dǎo)致的。但宇航員們?cè)诳吹皆虑虻牡仄骄€輝光時(shí)，所在位置既不是月球的地下洞穴或者火山口附近，又沒(méi)有發(fā)生大的隕石撞擊事件，這其中一定還有什么其他的因素在讓月球在日落，或者日出前“發(fā)光”。

塵埃在作祟？

一些研究者認(rèn)為月球的光輝并不神秘，它們只是塵埃反射太陽(yáng)光形成的。那么，塵埃如何自己“飛到”空中呢？這一推手就是靜電。在月球白天、黑夜過(guò)渡間的強(qiáng)大磁場(chǎng)能夠電離月球塵土，并保持它們懸浮在高空中。

具體說(shuō)來(lái)，白天時(shí)，日光撞擊月球表面，導(dǎo)致塵埃顆粒排出電子，由于一直被電離，月球被太陽(yáng)光照射的一面會(huì)帶正電荷。晚上，相反的事情會(huì)發(fā)生，月球的塵埃顆粒會(huì)獲得電子，變成負(fù)電粒子。

同種電子的靜電排斥力可能導(dǎo)致塵埃顆粒在整個(gè)月球表面漂浮1米高，整個(gè)夜晚，月球表面都會(huì)發(fā)生這種塵埃顆粒漂浮現(xiàn)象。但是，當(dāng)太陽(yáng)再一次出現(xiàn)時(shí)，月球表面迅速被電離化，再一次變成帶正電荷時(shí)，在這一突然的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)更大的電力，懸浮顆粒會(huì)受到超過(guò)1千米的推力。塵埃顆粒到了頂點(diǎn)后，會(huì)自由落體，隨后被再次“電擊”升起，就像一個(gè)不斷向上噴又向下落的噴泉。

不過(guò)，這一理論缺乏證據(jù)證明，也缺乏實(shí)驗(yàn)支撐。

斑塊狀電荷模型

2012年，為了徹底解答這個(gè)困擾了科學(xué)界近50年的輝光之謎，NASA推出了一輛月球大氣與粉塵環(huán)境探測(cè)器，目標(biāo)是收集出現(xiàn)在外溢層的粒子和灰塵。

在對(duì)樣本進(jìn)行分析，又重新模擬測(cè)試后，結(jié)果表明，輝光確實(shí)是由灰塵粒子在作祟。不過(guò)，塵土被電離的方式跟科學(xué)家們之前的推測(cè)并不一樣。研究者們稱這一新的發(fā)現(xiàn)為“斑塊狀電荷模型”。

我們知道，在月球表明塵土粒子之間，有叫做“微腔”的微小空隙，比如來(lái)自太陽(yáng)輻射的光子和次級(jí)電子等帶電粒子，能在塵土顆粒間的原子之間發(fā)射和再吸收，從而產(chǎn)生大得超乎預(yù)料的電荷，引發(fā)強(qiáng)烈的粒子間斥力。這股斥力可以讓塵土顆粒移動(dòng)并升起到月球表面之上，也便是發(fā)生“漂浮”。而且不僅僅是單一標(biāo)準(zhǔn)的塵土顆粒會(huì)受到影響，就連大型粒子團(tuán)也能浮起。

這一次的新理論不僅可以解釋月球地平線輝光和部分月球瞬變現(xiàn)象，而且在土星環(huán)，或在愛(ài)神小行星上，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了灰塵聚集的“灰塵池”。然而，在沒(méi)有風(fēng)力和水流的作用下，塵埃顆粒是如何運(yùn)輸?shù)哪?？而土星冰封的土衛(wèi)十五為什么有光滑得超乎預(yù)期的表面呢？現(xiàn)在，這一系列問(wèn)題也有答案，因?yàn)殪o電會(huì)讓塵埃顆粒做遠(yuǎn)距離“旅行”。

想象一下，假如靜電電力非常大，既然外星球的塵土?xí)奶幰苿?dòng)，快速移動(dòng)的灰塵可能會(huì)磨透太空設(shè)備。而且，月球光輝能綿延數(shù)千米遠(yuǎn)，猶如外星球刮起了一場(chǎng)“沙塵暴”，將會(huì)對(duì)宇航員的探索任務(wù)帶來(lái)挑戰(zhàn)。所以，科學(xué)家們這一次的新發(fā)現(xiàn)，不僅可以解答謎團(tuán)，還能為未來(lái)更好的太空探索提供幫助。