使用合成太阳风创造月球样制 rim
地球与行星天体物理
2026-04-09 v2
摘要
由于来自太阳风（SW）粒子和微流星体碰撞，月球矿物的太空天气化在表面约十纳米深处的矿物学性质发生修改，即 rim。通过遥控探测，已长期用于衡量月球表面暴露时间的光谱特征。然而，太阳风和微流星体在制造 rim 特征方面的相对贡献仍有争议，特别是已知称为纳米亚生铁（npFe0）的几纳米级簇，这些簇常在铁锂矿中形成。我们在实验室中针对该问题进行了研究，使用去离子氡离子和低能电子作为合成太阳风等离子体，对常见的月球矿物伊仁石（FeTiO3）进行辐照。通过高分辨扫描透射电子显微镜和电子能量损失光谱进行表征，结果显示太阳风本身即可创建具有月球样本所有主要特征的 rim。我们确切地识别了npFe0并量化了其随深度和 fluence 分布的特征，允许我们估算阿波罗土壤71501的 SW 暴露。我们的结果确认，小型npFe0（直径<10 nm）是由太阳风形成的。类似的实验可提供太空天气化的微观细节，从而改善表面修改过程与宏观遥控数据之间的联系。
引用
@article{arxiv.2509.03334,
title = {Creation of Lunar-Like Rims in Ilmenite using Synthetic Solar Wind},
author = {Roshan S. Trivedi and Advik D. Vira and Brant M. Jones and Katherine D. Burgess and Ziyu Huang and Honglin Liu and Pranav Rane and Mengkun Tian and Masatoshi Hirabayashi and Thomas M. Orlando and Zhigang Jiang and Phillip N. First},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.03334},
year = {2026}
}
备注
19 pages, 14 figures, includes Appendix with figures and Supplementary Information