日前，記者從中國科學院國家空間科學中心獲悉，嫦娥六號著陸器上搭載國際首個地外空間專用負離子探測器，實現了人類首次在月球表面對負離子的直接探測，揭示出月球上存在被太陽風吹起來的負離子，破解了長期困擾科學界的月球負離子存在之謎。
宇宙中超過99%的可見物質以等離子體形式存在，通常由正離子和電子組成。然而，負離子同樣存在于各類天體物理環境中并發揮重要作用。在早期宇宙中，氫負離子快速產生分子氫，促進了第一代恒星的形成。在行星環境中，多個任務曾在彗星、火星的電離層中利用電子探測器間接探測到負離子，證明了負離子是行星電離層的重要組成部分。
科學家從理論上預期，月球環境中也可能存在負離子。然而，氫負離子在太陽輻射下極易失去電子而消散，難以“存活”到環月軌道器高度，導致以往的月球軌道探測任務未能捕捉到負離子信號。由于缺乏直接的觀測證據，月球上負離子是否存在及其分布特征，一直困擾著科學界。于是，月表就位探測成為突破這一瓶頸的關鍵手段。
嫦娥六號著陸器上搭載的由瑞典空間物理研究所和中國科學院國家空間科學中心聯合研制的負離子分析儀，是國際上首個地外空間專用的負離子探測器，該探測器在兩天觀測時間內獲得了六段有效的氫負離子能譜數據，實現了人類首次在月球表面對負離子的直接探測。
利用該數據，科研團隊不僅獲得了氫負離子的能譜特征，還發現其通量和能量與太陽風參數存在強相關性，從而為月表氫負離子起源于太陽風散射過程提供了直接觀測證據。結合測試粒子模擬，他們還揭示了月球向陽面存在負離子層、背陽面形成負離子尾的空間結構特征。
這些結果大大提高了人們對月球等離子體環境的認識，并為研究月表太空風化以及外逸層提供了新的視角。同時，這些發現還可推廣到其他無大氣天體，在離太陽更遠的天體環境中，如土星和木星的冰衛星，太陽輻射更弱，負離子可擁有更長的存活時間和更高的濃度，可能扮演更加重要的角色。
嫦娥六號負離子分析儀觀測示意圖。中國科學院國家空間科學中心供圖