月球沒有地球那樣的磁場保護，因此其表面長期暴露在太陽的高能粒子流，即太陽風的轟擊之下。這些高能粒子主要由帶正電的氫離子構(gòu)成，當它們撞擊月球表面時，會捕獲電子成為氫原子。這些氫原子隨后能夠穿透月球表面的塵土和巖石層，與氧結(jié)合生成羥基和水分子。

為了驗證這一理論，美國宇航局戈達德太空飛行中心的行星科學家Li Hsia Yeo領(lǐng)導了一項實驗。他們使用了阿波羅17號任務(wù)帶回地球的兩份月球風化層樣本，一份來自韋塞克斯裂谷，另一份則取自南馬斯隕石坑的邊緣。實驗前，研究團隊先在真空爐中烘焙這些樣本，以去除可能吸收的地球水分。

接著，研究團隊創(chuàng)建了一個模擬月球環(huán)境的裝置，包括真空室和微型粒子加速器。他們用粒子加速器轟擊樣本，模擬太陽風的作用，并持續(xù)觀察樣本化學成分的變化。這一復雜裝置的設(shè)計和組裝經(jīng)過了多次迭代，最終成功排除了所有可能的污染源。

實驗結(jié)果顯示，在模擬太陽風的作用下，樣本中的羥基和水分子數(shù)量有所增加。這一發(fā)現(xiàn)通過紅外光譜分析得到了證實，即在水分吸收能量的特定波長（約3微米）處，光信號出現(xiàn)了下降。這表明太陽風確實能夠在月球表面形成水資源。

研究團隊還發(fā)現(xiàn)，當樣本被加熱到月球白晝一側(cè)的典型溫度（約126攝氏度）并持續(xù)24小時后，與水相關(guān)的分子數(shù)量會減少。然而，當樣本冷卻后再次用模擬太陽風轟擊時，這些分子又重新出現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)表明，太陽風能夠持續(xù)補充月球表面的水資源，盡管數(shù)量可能有限。

Li Hsia Yeo表示：“僅憑月球土壤和太陽提供的基本成分——氫，就有可能創(chuàng)造水。這是令人難以置信的。”這一發(fā)現(xiàn)不僅證實了長期存在的理論，還為月球水資源的可持續(xù)性提供了新的評估視角。

此前的月球任務(wù)觀測還發(fā)現(xiàn)月球稀薄的大氣中存在大量氫氣?？茖W家們認為，這些氫氣可能是由太陽風驅(qū)動的加熱過程促進的，即月球表面的氫原子結(jié)合成氫氣后逸散到太空。然而，這項新研究表明，這一過程還有一個意外的好處：剩余的氧原子可以與太陽風反復轟擊形成的氫原子結(jié)合，為月球上可再生的水形成提供條件。

這項研究成果已于今年3月發(fā)表在《JGR Planets》期刊上。隨著對月球水資源研究的不斷深入，我們有望在未來揭開更多關(guān)于月球的神秘面紗。