几个世纪以来，一个月球表面的谜团一直显而易见：明亮、蜿蜒的漩涡蔓延在数千平方公里的月球景观上，通过地球上的望远镜可见，但却令人费解。现在，科学家们终于开始了解它们了——结果证明它们比任何人想象的都更奇怪。这些神秘的“月球漩涡”是古老的地下力场的结果，这些力场保护月球免受太阳喷射出的亚原子粒子轰击。每个漩涡都是一层蜿蜒的原生岩石，与变暗的、受辐射影响的物质交织在一起。
虽然月球的大部分特征都是棱角分明且崎岖不平的，但月球漩涡却显得光滑而飘渺，就像画在表面上的卷云。它们也分布广泛；有些出现在边缘海（拉丁语意为“边缘之海”，因为从地球上看，它出现在月球表面的最东边缘），而另一个漩涡赖纳伽玛则位于数千公里以西。它们既出现在光滑、黑暗的低地月海（拉丁语意为“海洋”，这是它们模糊地类似于地球上肉眼所见的样子）中，也出现在陨石坑密布的高地中，这表明它们与任何特定特征无关。由于它们比黑暗的月海（黑暗的玄武岩熔岩平原）更明亮，因此月球漩涡在这些区域更容易被发现。
观察者很久以前就意识到漩涡没有阴影，因此它们不可能是像山丘或山谷这样的地形特征。相反，它们类似于云层坍塌在表面上所形成的样子——尽管在没有明显大气层的情况下，这在月球上是不可能的。即使这种“云层坍塌”在那里是可能的，但最近对月球漩涡的观测表明，它们是由与其周围环境相同的物质构成的——它们不是覆盖物，而是非常真实地成为预先存在的表面的一部分。
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赖纳伽玛是最大且研究最充分的月球漩涡之一；一个扁平的椭圆形，像一只凝视的眼睛，宽度超过 100 公里，两端延伸出两条长长的飘渺尾巴，延伸数百公里。这使得它足够大，即使在小型望远镜中也能看到，并且事实上，我亲眼见过它！我当时感到惊讶的是，如此美丽和引人注目的特征仍然无法解释。
一张照片显示了赖纳伽玛，一个月球漩涡，靠近月球的右边缘。它使用 20 厘米望远镜和手机摄像头拍摄。
菲尔·普莱特
事实证明，月球漩涡的显著亮度是解释它们是什么以及它们来自哪里的关键线索。随着太阳辐射的照射，月球表面的物质会随着时间推移而变暗。一个经验法则是，月球上任何更亮的东西都更年轻。例如，看看巨大的陨石坑（例如第谷）周围飞溅出的相对新鲜物质的明亮、羽毛状的“射线”，它大约形成于 1 亿年前。这在月球术语中实际上是昨天，因为月球表面已有数十亿年的历史，并且与地球相比基本上是静态的！
在阿波罗时代，科学家们推测漩涡可能是近期火山活动喷射出的物质。但是月球磁场图（使用阿波罗15 号和 16 号的数据制作）显示，漩涡都与磁性略强的区域重合，这表明它们有不同的、更复杂的起源。理解这与它们的亮度有何关系，需要快速了解月球历史和磁场的地球物理学。
与地球不同，今天的月球没有全球磁场。数十亿年前，当月球仍然是熔融状态时，它有一个微弱的磁场，但随着月球冷却，磁场迅速消退。然而，随着岩石在表面凝固，它们能够保留一些短暂的磁性，从而形成具有较强磁场的更持久的局部区域。鉴于它们的古老起源，这些被称为“遗迹”场，许多与月球漩涡有关。
大约十年前，当科学家们在《自然通讯》上发表结果时，这种关联的真正原因变得清晰起来，结果表明，漩涡周围的遗迹场，尽管很弱，但仍然足够强大，可以稍微偏转撞击月球表面的太阳风。这种风由来自太阳的亚原子粒子组成，带电粒子（如电子和质子）的轨迹可以被磁场改变。在遗迹场较强的地方，粒子会转向侧面，使它们落下的地面变暗——并在受磁屏蔽的更原始的表面留下奇特的卷曲图案。
因此，令人惊讶的是，月球“更亮”意味着“更年轻”的经验法则并不总是正确的。有时，“更亮”反而意味着某些东西正在避免宇宙辐射的老化效应。
我记得兴高采烈地读到那篇研究论文，脸上露出了越来越大的笑容。我内心的《星际迷航》迷欣喜若狂：月球漩涡之所以存在，是因为我们的月球拥有偏导护盾——力场！
您现在可能会想：当然，漩涡本质上是磁性的。但为什么它们是长而蜿蜒的？2018 年的更多研究表明，形成漩涡的磁场的来源一定很浅，不到地表以下三公里。这表明漩涡正在追踪古代月球火山活动形成的地质特征：熔岩管、月溪和岩脉。月溪是流动的熔岩雕刻出的长而浅的沟壑。有时，当熔岩冷却时，流动的熔岩会形成一个由固体岩石构成的覆盖层，形成一个地下熔岩管。一些漩涡是在熔岩管附近发现的：智海（“智慧之海”）有漩涡和表面上的坑，表明地下有熔岩管。岩脉是地质特征，其中岩浆侵入并在预先存在的岩层之间冷却，形成巨大的片状结构。
如果这些结构中的岩石具有遗迹磁场，则可以在表面形成漩涡。2024 年，一个科学家团队在《地球物理研究杂志：行星》上发表了一篇论文，表明月球岩浆中常见的矿物钛铁矿的沉积物可以增强岩脉中铁和镍等元素的局部丰度，从而增强那里的磁性强度。
虽然这描绘了漩涡及其形成方式的良好总体图景，但当然，仍有未解答的问题。另一篇发表在《行星科学杂志》上的论文表明，漩涡确实存在一些地形变化；平均而言，漩涡中较亮的区域往往比黑暗区域海拔低几米。目前尚不清楚这可能是为什么，并且在他们的论文中，科学家们指出，变色的最终来源尚未最终确定。尽管太阳风仍然是一个有力的候选者，但其他模型提出，差异着色来自彗星散射的物质或微陨石撞击扬起的带静电的尘埃颗粒，这两者中的任何一种都将由月球的遗迹磁场进行分类。
对我来说，月球漩涡复杂起源故事的真正信息非常简单：月球实际上是整个宇宙中最接近地球的天体，但我们仍然对它有很多不了解的地方。这是一个令人兴奋的原因，而不是沮丧。当我们更详细地探索月球时——甚至有可能亲自探索，在我们半个多世纪前的首次尝试的基础上——我们将有机会解开它更多的谜团，包括那些在我们眼皮底下困扰我们的谜团。