月球已暴露在太阳风之下数十亿年。然而，新证据表明，它的两个半球并没有以相同的方式经历这种轰击。冲击近侧和远侧的粒子以不同的速度抵达，并带有不同的能量。对中国嫦娥六号任务收集的材料进行的分析现已表明，地球的磁层是造成这种对比的主要原因。研究结果发表在《自然地球科学》上。 月尘保存了太阳风记录 太阳风是一种恒定流动的快速带电粒子，由太阳释放。由于月球缺乏厚厚的气氛和全球磁场，这些粒子直接撞击其表面。随着时间的推移，月球表土储存了这种暴露的证据。它作为由太阳风输送的挥发性材料的自然档案，包括惰性气体（氦、氖、氩、氪、氙）。因为这些元素与其他材料的化学反应极少，科学家们可以将它们用作可靠的标记，以了解太阳风粒子如何进入并在月球土壤中积累。 直到最近，研究人员只能研究来自月球近侧的样本。没有远侧的材料，他们无法直接测试太阳风植入在两个半球之间是否存在系统性的差异。这种情况在中国嫦娥六号任务带回了来自月球远侧南极艾肯盆地的1.935克土壤样本后发生了变化。样本提供了首次直接比较太阳风粒子如何植入月球两侧土壤的机会。 嫦娥六号样本揭示了同位素差异 由中国科学院地质与地球物理研究所（IGG）领导的一个团队检查了嫦娥六号材料中氦、氖、氩、氪和氙的浓度和同位素成分。该研究由在IGG工作的博士后研究员张旭航进行，指导教授是何怀宇。该项目还包括中国科技大学的研究人员及嫦娥七号挥发物载荷团队的成员。 氖同位素中出现了最明显的差异。嫦娥六号的月球表土平均20 Ne/ 22 Ne比为11.34 ± 0.22。该值明显低于所有以前研究的近侧样本的测量值，但与强太阳风分馏后预期的理论成分非常接近。这一模式表明，远侧经历了更强烈的同位素分馏，使得更重的氖同位素相对更为丰富。 太阳风在远侧渗透得更深 氪和氙提供了额外的证据，表明两个半球受到的粒子具有不同的能量。在逐步加热实验中，由太阳风输送的氙主要在高温下从嫦娥六号材料中释放，形成一个高温峰。近侧的嫦娥五号样本显示出不同的模式，在低温和高温下均有大量氙释放。对比表明，太阳风粒子渗透得远侧的表土更深。更深的植入通常需要更高能量的粒子，这表明月球远侧暴露于更快和更强烈的太阳风中。 地球如何减缓太阳风 研究人员通过地球磁层的“速度控制”效应解释了这一差异。当月球围绕地球运行时，有时会经过磁鞘，即包围磁层的缓冲区。在这个区域内，太阳风的速度从通常的约400公里/秒减缓至大约200公里/秒。减速主要影响面向地球的近侧。能量较低的粒子不会深入表面，因此它们的植入仍在表土的上层。远侧总是面向深空，没有受到相同的影响。它仍暴露于未扰动的太阳风中，使得更快的粒子能够渗透得更深入的月球土壤。研究人员估计，嫦娥五号着陆点记录的太阳风总暴露中约有25%涉及这种较慢的流动。相比之下，嫦娥六号的远侧地点没有证据表明遭受了同样的保护效应。 月球土壤可能记录地球的磁过去 这些远侧样本提供了直接的物理证据，表明地球的磁层控制了到达月球不同部分的太阳风粒子的速度。这一影响永久记录在粒子进入表土的深度和被困在其中的惰性气体的同位素特征中。研究人员还提出，月球土壤中的重惰性气体可能作为早期太阳风与地球磁层相互作用的“化石记录”。当与古地磁证据一起研究时，