神秘的月面闪光

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因为没有大气层的保护，流星体毫无阻力地直接撞向月球，带来的不是美丽而浪漫的弧线，而是猛烈的撞击甚至大爆炸。

在地球上，流星经常一闪而过，留给星空的只有她美丽的弧线。

流星会撞向地球，当然也会撞向月球了。只是月球上没有像地球一样的大气，流星将毫无阻力地直接撞向月球，并可能形成撞击闪光。流星撞击月球，是天文学家早已知道的，只是近一些年来，人们才开始更加关注月球上的流星撞击现象。到1999年狮子座流星雨来临，人们才第一次用摄像机记录到流星撞击月球的闪光。

首次摄像记录

1999年11月18日，在狮子座流星雨极大前后，美国人布莱恩·居特尼克（Brian Cudnik）使用一台口径36厘米的望远镜观察到月球暗部中间接近边缘处出现一个短暂的闪光，他估计这次闪光持续几十分之一秒，至少接近4等星的亮度，可能是由一个狮子座流星撞击引起的。他立刻联系了他的朋友戴维·邓汉姆（David Dunham）以求确认。幸运的是，邓汉姆在他看到闪光的时候，正在对月球暗部进行摄像监测。

邓汉姆是国际掩星计时协会（InternationalOccultation Timing Association，IOTA）的主席，当时他正在马里兰州的艾里山（Mount Airy）上用一台接有摄像机、口径13厘米的望远镜对月球暗部进行监测。邓汉姆回放了录像，在居特尼克所述的同一时刻，在两帧图像上看到了亮点，第一帧亮度约为3等，第二帧已降至8等，亮点位置正是居特尼克所报告的位置。邓汉姆认为这次闪光应该为狮子座流星撞击所致，因为经推算，闪光出现前后，月球刚好经过几小时前地球经历狮子座流星雨峰值时所处的位置。

由邓汉姆所主导的录像观测，成为有史以来对该现象的第一次视频观测记录。

历史上的撞击事件

戴维·邓汉姆虽然是用摄像机记录天体撞击月球的第一人，但是有人先于他八百多年就用肉眼看到了月球被撞击的事件。

1178年6月25日的晚上，住在英国坎特伯雷（Canterbury）的5位修道士目击了一件奇怪的事情：刚刚日落后不久，天空可以看到一弯新月。突然问，上面的角裂成两半，火焰从裂缝中部腾空而起，像火、热煤和火星一样的东西洒向天空……

后来这件事被坎特伯雷的杰维斯（Gervase）收录在他的编年史里。人们普遍认为，该书记载的关于杰维斯时代的政治和文化事件具有较高的可信度。作者在收录这个事件之前采访过目击者们，在他们发誓未说谎后，才记录了这个事件。1976年，陨石学家杰克·哈通（Jack B.Hartung）指出，月球表面的年轻的布鲁诺（Giordano Bruno）环形山可能是由该事件形成的。现论认为，月球遭到小天体撞击时，月面上会腾起尘云，形状很像坎特伯雷的修道士所描述的那样（新月的上角被尘云分成两半）。修道士所描述的位置与布鲁诺环形山所处的位置十分吻合。另一个证据是，布鲁诺环形山具有很明显的辐射条纹，这表明它是个很年轻的环形山，因为随着时间的推移，这些辐射条纹会被搅乱和湮没，慢慢地消失掉。

1953年，天好者利昂·斯图亚特在观察月球时，发现它朝向地球一面的中央部位附近产生了一次闪光。根据其强度推测，它相当于一场当量为50万吨级的爆炸。天文学家对这次闪光的原因有许多争议。一部分人认为这次闪光是陨石撞击月球表面导致的。

Smithsonian研究所曾经报告，在1972年5月13日一颗巨大的陨石撞击了“阿波罗”14号着陆点附近，释放的能量相当于1000吨TNT炸药爆炸，有4个月震仪记录下了由此引起的月震曲线。

1972年12月10日，“阿波罗”17号在降落以前，宇航员Jack Schmitt看到在Grimaldi月海北边出现两次闪光，可能是双子座流星雨撞击的结果。

而在“阿波罗”12、14、15和16号的被动月震仪8年的监测中，共记录到12558个事件，其中已确定为流星体撞击引起的至少有1743次。

正在进行的研究

1999年和2001年的狮子座流星雨期间，都曾经有人观测到流星体撞击月球的闪光，2001年以后，监测的人就少了。然而近些年来，为了重新登上月球，美国的空间计划加紧了对流星体撞击月球的研究。天文学家比尔·库克在美国宇航局（NASA）马歇尔空间飞行中心领导着一个流星环境办公室（Meteoroid Environment Office）。从2005年起，开始使用地面小型光学望远镜对流星体撞击月面进行系统的摄像监测。他们研究的主要目的，就是通过对月球表面暗部流星体撞击闪光的监测，研究撞击月球的较大流星体的大小和撞击频次，从而为登月和常驻月球可能遭遇到的危险做出评估。

地球每天大约有几十吨的流星体进入大气，幸好流星体多数在大气中烧蚀，变成亮度不等的流星，大多不会落到地面；而在月球上，由于没有大气保护，流星体可以畅通无阻地撞向月面，并发生猛烈撞击甚至产生爆炸。流星体的速度一般在20千米/秒至72千米/秒之间。以这样的高速运动的流星体，即使质量很小，也具有难以想象的能量。一个5千克的流星体就可以撞击产生一个直径数米的陨石坑，并溅射起大量的物质。

现今的理论流星分布模型指出，月球每年应该受到超过260次超过1千克的流星物质撞击，但这种估计的误差和不确定度很大，有些观测预计撞击月球的物质数量可能数倍于上述估计值。

登月宇航员在月面作业，事实上就暴露在随时可能遭受流星体撞击和溅射危害的环境里。“阿波罗”号的宇航员没有遇到流星体的伤害，并不能说明流星体对登月宇航员造成伤害的概率很小，而是因为他们在月球上停留时间较短。所有的宇航员停留在月球上的时间加在一起，还不到两星期。然而，未来的月球探索需要更多的宇航员，也需要在月球上停留更长时间，那么，受到撞击伤害的可能性就大得多。当然，宇航员被一颗大流星直接撞击的可能性不大。但是，如果在月球上开始大面积建造建筑，就要考虑面积的增加造成撞击概率的大大增加。并且，流星体撞击产生的溅射物会抛射向四面八方，产生的二次粒子数以千计，具有很高的速度，即使直接撞击的概率很小，二次撞击的概率却增加很多，危害也会很大。

库克领导的小组使用相隔300千米的两地共三架望远镜进行月球暗部双站摄像观测。之所以采用双站观测，是为避免单站“独眼龙”似的观测无法排除宇宙射线撞击到探测器表面、电子噪声、卫星或者空间碎片反射的太阳光等等产生的假闪光。

由于需要对月面暗部进行摄像，月面被阳光照亮的部分不能过大，10%～55%被照亮的时候较适合监测，因此只能选在上弦月之前和下弦月之后的若干天进行监测，平均每月适合观测天数有10天～12天，如果考虑天气因素，实际可观测天数会更少。

根据目前已经公开的结果，截止到2011年11月17日，已记录到259次闪光，仅2010年一年，即观测到闪光37次。而仅在该年双子座流星雨达到极大值的12月13日至14日一晚，即观测到21次。他们的研究表明，典型流星撞击的爆炸，亮度为7等～10等，用一架装备完善的小型天文望远镜就可以看到。

月面撞击溅射物温度约为3000K，其黑体辐射峰值在波长1微米处。因此，该组织正计划采用0.9微米～1.7微米的近红外摄像机与可见光摄像机同时进行摄像监测试验。

撞击闪光监测到了，那么如何根据闪光的亮度估算出撞击的能量、流星体的大小和速度呢？马歇尔飞行中心于2006年10月和2007年8月使用AmesVertical Gun Range（AVGR）装置进行了模拟流星体撞击月球的实验。AVGR是一架专门用来进行撞击实验的设备，它可以将物体加速到0.5千米/秒到7千米/秒的速度撞击目标。实验中使用了不同的速度和撞击角度，并检测了撞击闪光的强度。结合其它已有数据，就可得出撞击中动能转化为光的效率与撞击速度的关系。

由流星体大小与撞击闪光亮度的关系，就可以根据观测到的撞击亮度估计得到撞击能量和流星体大小，再结合长期的监测，就可望计算得出月球表面不同大小的流星体的撞击频次，这就为将来的登月计划提供了非常有用的基础数据。