幾十年來，科學家們一直對月球水的來源感到困惑，而水資源可能對未來的月球探索至關重要。自20世紀60年代以來，一個主流假說認為，水的來源可能是太陽本身，它源源不斷的帶電粒子流（即太陽風）與月球貧瘠的表面相互作用，形成了水分子。如今，美國宇航局（NASA）領導的一項新實驗提供了迄今為止最有力的證據，證明這一過程確實正在發生，證實了一項可能重塑我們對利用月球資源進行人類任務的看法的理論。

這項突破來自美國宇航局戈達德太空飛行中心的研究人員，他們著手在迄今為止最逼真的實驗室模擬中重現嚴酷的月球環境。太陽不斷發射太陽風，這是一股以超過每小時一百萬英里的速度行進的氫質子洪流。雖然地球的磁場和大氣層可以保護我們免受這種轟擊，但月球卻沒有這樣的保護。月球表面覆蓋著一層名為風化層的塵埃物質，完全暴露在這些粒子之下。

這一過程始于太陽風質子撞擊月球風化層。這些質子可以從月球土壤中獲取電子，轉化為氫原子。然后，氫原子與月球礦物（例如二氧化硅）中豐富的氧原子結合，形成羥基，有時還會形成水分子。

多年來，航天器已經在月球最上層探測到了羥基和水分子，但以目前的技術來區分這兩者仍然很困難。

首席研究員李夏·楊（Li Hsia Yeo）和同事杰森·麥克萊恩（Jason McLain）設計了一個定制的實驗室，以測試太陽風是否真的是輻射源。該裝置允許他們用模擬太陽風的光束轟擊真實的月球土壤，這些土壤是在1972年阿波羅17號任務期間收集的。

實驗開始前，對樣品進行烘烤，以去除返回地球后可能吸收的水分，確保檢測到的任何新水都是通過測試得出的結果。

該團隊的裝置非常獨特，因為它在整個實驗過程中將月球塵埃密封在真空中，防止受到地球大氣的污染。在幾天的時間里，他們將樣本暴露在高劑量的模擬太陽風中，相當于8萬年的月球暴露時間。

他們使用光譜儀測量塵埃對光的反射情況，檢測到紅外光譜中出現了明顯的下降，具體是在3微米附近——這是水吸收能量的標志。這一發現表明，月球樣本中形成了羥基和水分子，證實了幾十年前的理論。

這一發現意義深遠。它不僅證實了太陽風是月球水形成的主要驅動力，還表明這一過程仍在持續進行。

觀測表明，月球上與水相關的光譜信號每天都在波動，在涼爽的早晨達到峰值，隨著表面變暖而減弱，直到夜間表面再次冷卻時才恢復。這種每日周期變化表明存在一個活躍的、不斷補充的來源——很可能是太陽風——而不是像微隕石撞擊這樣的零星事件。

這些發現對美國宇航局的“阿爾忒彌斯”計劃尤為重要，該計劃旨在在月球南極建立持續的人類居住地。據信，月球上的大部分水被封存在極地永久陰影隕石坑內的冰中。如果太陽粒子持續不斷地產生水，月球土壤本身就能成為飲用水、氧氣甚至火箭燃料的可再生資源，從而支持更長期、更雄心勃勃的任務。