Origin of the lunar inclination from tidal interaction of multiple-moon system
School of Physics, Henan Normal University（河南师范大学物理学院）
本文探讨了多月系统中地球与月球之间的潮汐作用如何导致月球轨道倾角增大，解释了月球形成初期较大的倾角成因。
2026-03-31 astro-ph.EP astro-ph.HE
Earthshine on a Young Moon: Explaining the Lunar Farside Highlands
月球背面高地问题指的是一个奇怪而无法解释的事实，即月球背面的地壳平均比月球背面的地壳厚。在这里，我们认识到地球光照的关键影响，并提出它自然地解释了这种半球的二分法。由于吸积的月球迅速实现同步旋转，表面和大气的温度梯度是由接近热，后大撞击地球。这种梯度引导了大气和增生物质的凝结，优先将地壳形成的耐火材料沉积在较冷的背面，导致了原始的大体积化学不均匀性，为地壳的不对称性播下了种子。我们的模型为月球高地问题提供了一个因果关系的解决方案：地球光照产生的热梯度产生了负责定义月球高地的地壳厚度二分法的化学梯度。
2014-06-08 astro-ph.EP
Science enabled by a Moon Village
人类-机器人“月球村”将通过在月球表面提供基础设施来提供重要的科学机会。一个类比是人类在南极洲的前哨站促进该大陆多学科研究活动的方式。预计将从月球村受益的科学领域包括：行星科学，天文学，天体生物学，生命科学和基础物理学。此外，月球村将有助于开发月球资源的利用，这将产生额外的长期科学效益。
2017-06-20 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Theory and Calculation of Lunar Center of Mass Shift and the Crustal Thickness Difference Between Far and Near Sides of the Moon
自1959年苏联太空船月球3号发回第一张月球背面的照片以来，月球远侧和近侧地壳厚度差异的原因一直被认为是天文学上的一个开放性问题。这个问题被称为月球背面高地问题。在这篇文章中，作者推导出了月球的质心从其几何中心偏移以及解释这一现象所必需的月球远、近两侧地壳厚度的差异。尽管已经提出了其他理论来解释这些现象，这一理论解释说，它们是由于地球的外部引力和月球的同步自转对月球物质的影响而自然产生的，革命作者的数学模型计算出的质心移动值为1.6公里，地壳厚度差为16公里。作者推导的质心移动和地壳厚度差的值与其公认值相差5 ~ 10%。作者理论的一个意外的和可推断的结果是，月球的质心向月球中心的移动在月球衰退以目前的速度约1.6 × 10-4毫米/年减少。
2021-05-18 astro-ph.EP
Lunar Near-Surface Volatile Sample Return
月球挥发物的起源、分布、深度和体积仍然是一个悬而未决的问题。月球火山活动高峰期~ 3.5Ga的火山释气是月球挥发分的可能来源之一。同样的释气也会产生稀薄的瞬变大气，这将促进挥发物从火山源输送到极地冷阱。虽然这样的大气层可能在月球的演化中发挥了重要作用，但由于所涉及的机制存在高度不确定性，因此对它的了解甚少。古老月球大气的唯一可靠的替代物是它沉积的原始挥发物，这些挥发物预计将保存在极地冷阱中，并可以通过样品返回进行研究。因此，在本白皮书中，我们主张从月球极地冷阱返回挥发性样品应该是Artemis计划的基本组成部分。
2020-09-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Launching mass from the Moon helped by lunar gravity anomalies
本研究发现月球引力异常可使被动抛射体在特定发射点绕月飞行长达9天，为航天器捕获提供窗口，从而实现低成本利用月球材料进行太空发射。
2024-10-12 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.class-ph
Insights into Lunar Mineralogy: An Unsupervised Approach for Clustering of the Moon Mineral Mapper (M3) spectral data
European Space Agency (ESA)（欧洲空间局（ESA））；University of Wroclaw（弗罗茨瓦夫大学）
本文提出用卷积变分自编码器降维提取M3超光谱特征，再用k-means聚类成五组，绘制月球矿物分布图，并与辉夜姬数据验证，展示无监督学习在月球矿物勘探中的价值。
2024-11-05 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
The EarthASAP mission concept for a Lunar orbiting cubesat
人们对月球探测的兴趣越来越大，因为人们认为，在未来十年内，月球可以进行低成本的探测。正在进行的在月球轨道上建立通信中继站和深空网关的项目，以及为立方体卫星等小型空间平台推广商用现成技术，都有助于这种看法。环绕月球的小型立方体卫星提供了充分的机会来研究月球，并享有监测太阳系和地球与太阳风之间大规模相互作用的优势。在这篇文章中，我们描述了一个12 U立方体卫星的技术特点，将被设置在极地月球轨道上，用于此目的和背后的科学。该任务被命名为EarthASAP（地球作为系外行星），并提交给月球立方体卫星探测（LUCE）呼吁在2016年。EarthASAP的设计目的是监测月球两极的含水岩石储层，并研究地球大面积外逸层与太阳风之间的相互作用，为未来的系外行星飞行任务做准备。
2019-10-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
Realistic outcomes of moon-moon collisions in Lunar formation theory
本研究通过结合自洽初始条件、混合流体动力学/N体模拟和材料强度的新方法，揭示了月球间碰撞的真实结果，挑战了完美合并假设，支持了多次撞击假说。
2024-11-13 astro-ph.EP
An Image Simulator of Lunar Far-Side Impact Flashes Captured from the Earth-Moon L2 Point
针对月球背面撞击闪光缺乏系统天基监测的问题，本文开发了模块化Python端到端图像模拟器，建模闪光辐射、月面背景及望远镜和CCD/CMOS观测效应，并经地面观测验证，可支持未来地月L2点任务设计。
2024-12-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Lunar Swirls Unveil the Origin of the Moon Magnetic Field
本研究针对月球磁异常与旋涡起源的长期谜题，提出月球旋涡由古代地表电流产生的磁化场作用形成，重建了地下电流三维分布并建立电磁场耦合模型，模拟得出电流与磁场强度参数，指出地壳强电流放电源于古代内部发电机活动，革新了相关起源理论。
2024-08-15 astro-ph.EP
Review of research on lunar dust dynamics
月球尘埃是行星际微流星体超高速撞击月球表面产生的，严重威胁着月球探测的安全。对月尘动力学的研究有助于了解月尘的来源和迁移机制，为月球空间任务的轨道设计提供理论指导。本文综述了月球尘埃动力学的研究进展，包括地月系统的行星际撞击环境，尘埃粒子的质量产生率，初始质量、速度和抛射角度分布，相关的空间探测任务，整个地月系统中源自月球表面的尘埃粒子的动力学模型和空间分布。
2022-07-29 astro-ph.EP
Tidal Heating of the Lunar Magma Ocean: Reconciling an Old Moon with a Young Solidification
Brown University（布朗大学）
研究通过潮汐加热解释月球熔融洋早期热演化，揭示月球形成与固结时间差的成因，预测月球近侧与远侧结晶的不对称性。
2026-04-06 astro-ph.EP
Impacts on the Moon: analysis methods and size distribution of impactors
我们正在准备一个望远镜系统，以便对月球撞击闪光进行探测和分析。在这个项目的框架内，我们在这里提出了所有必要的方法来自动识别这些发光事件，它们的月球撞击坐标，撞击流星体的起源，以及估计它们的物理特性，如质量和大小。我们测试了我们的方法对确认的影响事件，并利用过去20年的文献数据构建了撞击物的流星体大小频率分布。此外，我们提出了第一次月球撞击事件观察到的蓝色海岸天文台，在我们的项目的测试阶段检测到。
2021-11-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Lunar Resources: A Review
人们对太阳系的资源基础将来可能被用来补充我们自己星球的经济资源的可能性越来越感兴趣。作为地球最近的天体邻居，月球肯定会在这些发展中发挥突出作用。在本文中，我回顾了目前已知的月球上的经济可开发资源，同时也强调了继续月球探测的必要性。我发现，虽然很难确定任何一种月球资源的价值足以推动月球资源开采工业的发展（尽管有时有人声称3He同位素，我认为这是夸大的），但月球确实拥有丰富的原材料，具有潜在的经济利益。这些都与未来应用的层次有关，从使用月球材料促进人类在月球上的活动开始，逐步发展到使用月球资源支持地月系统内的未来工业能力。通过这种方式，逐渐增加对月球资源的获取可能有助于“引导”一个以太空为基础的经济，世界经济，甚至世界环境最终将从中受益。
2014-10-25 astro-ph.EP
Planetary Science by the NLSI LUNAR Team: The Lunar Core, Ionized Atmosphere, & Nanodust Weathering
月球大学天体物理学研究网络（LUNAR）在美国宇航局月球科学研究所（NLSI）的任务范围内进行全方位的科学调查，即月球科学，月球上和来自月球的科学。LUNAR团队的月球科学工作是本白皮书的主题，是在确定太阳系的内容、起源和演化的更广泛背景下进行的。
2011-08-16 astro-ph.EP
Astrophysics Conducted by the Lunar University Network for Astrophysics Research (LUNAR) and the Center for Lunar Origins (CLOE)
[摘要]月球是一个独特的平台，可以进行天体物理测量。月球大学天体物理学研究网络（LUNAR）和美国宇航局月球科学研究所（NLSI）内的月球起源和演化中心（CLOE）团队正在说明月球如何被用作推进天体物理学重要目标的平台。与天体物理学相关并与美国宇航局的战略目标保持一致，新世界，天文学新视野和天体物理学所阐述的所有三个主要研究主题都由LUNAR和CLOE解决，即探测宇宙黎明，了解新世界和宇宙物理学
2012-09-11 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
Lunar Eclipse Observations Reveal Anomalous Thermal Performance of Apollo Reflectors
在2010年12月21日月全食期间进行的激光测距测量证实了阿波罗宇航员留在月球表面的回射器中先前怀疑的热透镜。日食期间的信号水平远远超过了历史上在满月时看到的信号水平，并且随着日食的进展而变化了一个数量级。这些变化可以通过一个简单的热场景来理解，该场景涉及通过在反射器的前表面上积累的约50%的灰尘覆盖来吸收太阳能。同样的机制可以解释反射器信号的长期衰减以及在满月附近观察到的严重信号不足。
2013-12-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
Tidal evolution of the Moon from a high-obliquity, high-angular-momentum Earth
在月球起源的巨大撞击假说中，月球是从赤道环地圆盘吸积而来;然而，目前月球轨道倾角为5度，需要一个后续的动力学过程，这一过程仍有争议。此外，巨大撞击理论也受到月球与地球相似的同位素组成的挑战。在这里，我们表明，潮汐耗散由于月球的潮汐演化过程中的一个重要影响，过去的月球倾角必须是非常大的，无视理论解释。我们提出了一个新的潮汐演化模型，从月球在赤道轨道上围绕一个最初快速旋转，高密度的地球，这是一个可能的结果巨大的影响。利用数值模拟，我们表明，太阳对月球轨道的扰动自然会引起一个大的月球倾角，并从地月系统中删除角动量。我们的潮汐演化模型支持最近的高角动量巨型撞击情景，以解释月球的同位素组成，并提供了一条新的途径，以达到地球的气候有利的低盐度。
2018-02-09 astro-ph.EP
Long-term degradation of optical devices on the moon
四十年前，阿波罗宇航员在月球表面放置了第一个后向反射器阵列。它们在激光测距中的持续实用性可能表明月球环境不会损坏光学设备。然而，新的激光测距数据显示，三个阿波罗反射器阵列的效率现在在所有月相都降低了十倍，当月相接近满月时，又降低了十倍。这些缺陷在月球测距的最初几年并不存在，这表明月球环境在几十年的时间尺度上损坏光学设备。角隅棱镜正面的灰尘或磨损可能是原因，当满月时暴露在正面阳光下时，会降低反射率并降低热性能。这些机制可以通过实验室模拟进行测试，在设计用于月球的设备之前必须了解这些机制。
2010-03-03 astro-ph.EP
A Motivating Exploration on Lunar Craters and Low-Energy Dynamics in the Earth -- Moon System
众所周知，月球表面的大多数陨石坑是由太阳系的小天体碰撞造成的。主带小行星，由于不同类型的共振，可以接近类地行星，实际上是造成这种现象的主要原因。我们的目标是调查的影响分布在月球表面的低能量动力学可以提供。作为一级近似，我们在圆形限制性三体问题的框架内，利用了与地月系统平衡点L_2周围的中心不变流形相联系的双曲不变流形。以几个能级的过境轨道，我们寻找与月球表面相交的轨道，我们试图定义经度和纬度的到达和月球陨石坑密度之间的关系。然后，考虑双圆限制性四体问题，加入太阳的引力作用.作为进一步的探索，我们假设月球表面的撞击密度是均匀的，寻找这些碰撞轨迹必须来自的地月邻近区域。事实证明，来自高能撞击的低能喷射物也是我们正在考虑的现象的原因。
2010-04-09 astro-ph.EP
Probing the Moon from Future Asteroid Impacts: A Review
Tsinghua University（清华大学）；Inner Mongolia University of Technology（内蒙古工业大学）
通过研究未来小行星撞击事件，探测月球地下和内部结构，以增强对月球结构和演化的理解，并推动月球资源利用和行星防御。
2025-09-01 astro-ph.EP
Distribution of dust ejected from the lunar surface into the Earth-Moon system
目标。月球大气和尘埃环境探测器飞行任务上的月球尘埃实验探测到月球周围有一个不对称的尘埃云。我们研究了地月系统中逃逸出月球的颗粒的动力学及其构型。方法.我们使用一个合理的初始喷出物分布和大规模生产率喷出的尘埃。在动力学模型中考虑了太阳辐射压力和月球、地球和太阳的引力等各种力，并对尘埃粒子的运动轨迹进行了直接的数值积分。最终状态，平均寿命跨度，和逆行颗粒的分数作为粒子尺寸的函数进行计算。通过长期模拟得到了地月系统中的数密度分布。结果平均寿命取决于尘埃颗粒的大小，在$1\, \mathrm{μm}$和$10\, \mathrm{μm}$之间的大小范围内，平均寿命迅速增加。关于${3.6\times10^{-3}\,\mathrm{kg/s}}$（$\sim2\%$）从月球表面喷射出的粒子逃脱了月球的引力，它们在地球和月球之间形成了一个在$[10\,R_\mathrm{E},50\,R_\mathrm{E}]$范围内的非对称环面，该环面向太阳方向偏移。地月系统中有相当数量的逆行粒子。
2022-04-03 astro-ph.EP physics.space-ph
Evidence for Lunar True Polar Wander, and a Past Low-Eccentricity, Synchronous Lunar Orbit
正如拉普拉斯在200年前首次指出的那样，考虑到月球目前的轨道和旋转状态，月球的旋转和潮汐隆起明显大于预期。这种过度的变形被归因于一个化石人物，当月球更接近地球时被冻结。然而，观测到的数字仅与偏心和非同步轨道相一致，与我们对月球形成和演化的理解相反。在这里，我们表明，月球质量和影响盆地有显着的贡献，观察到的月球的数字。去除它们的贡献揭示了一个错位的化石图，与早期的真正的极地漂移（由南极-艾特肯盆地的形成驱动）和早期的低偏心率，同步月球轨道相一致。这个新的自洽模型解决了行星科学中一个长期存在的问题，并将为未来月球动力学演化和早期发电机的研究提供信息。
2014-08-28 astro-ph.EP physics.geo-ph
Collisionless Encounters and the Origin of the Lunar Inclination
月球通常被认为是由一个行星大小的物体在行星吸积接近尾声时与原地球撞击所喷射出的碎片形成的。撞击过程的模型预测，月球物质被分解成一个环行星盘，月球的吸积随后将月球置于近赤道轨道。从这个初始状态开始的月球轨道的前向积分预测了一个比月球值小至少一个数量级的现代倾角，这是一个长期存在的差异，被称为月球倾角问题。在这里，我们表明，现代月球轨道提供了一个敏感的记录与地球交叉的星子尚未吸积在月球形成事件的时间引力相互作用。激发的月球轨道可以自然地通过与少量质量（相当于0.0075-0.015 ME最终吸积到地球）的相互作用而复制，这些质量由几个天体携带，与晚期吸积的约束和模型一致。虽然这一过程具有随机因素，但月球倾角的观测值是各种参数最有可能的结果之一。月球轨道的激发最容易通过与早期地球上强潮汐耗散的无碰撞相遇来再现。这种机制消除了以前提出的（但理想化的）激发机制的必要性，并可以限制月球形成事件的行星形成背景和地月系统动力学状态的原始性。
2016-04-16 astro-ph.EP
The Sun-Earth-Moon Connection: II--Solar Wind and Lunar Surface Interaction
本文利用IAPIC动力学模型模拟太阳风—磁层—电离层—月球耦合，证明月球穿越地球磁尾时仍有离子抵达月面，空间风化与表面充电过程持续存在。
2023-08-09 astro-ph.EP physics.space-ph
Gravitational-wave Tomography of the Moon: Constraining Lunar Structure with Calibrated Gravitational Waves
Peking University（北京大学）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学卡尔维天体物理研究所）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室）
本文研究利用校准引力波测量月球的地震响应，以推断其内部结构，发展了基于原理的扰动框架，通过弹性与密度结构的球对称扰动来映射可观测的变化，特别是月球由引力波驱动的模态振幅变化，展示了通过校准引力波观测可将月球弹性参数的估计误差减少一个数量级。
2026-05-18 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
NovaMoon: A Strategic Lunar Reference Station for Positioning, Timing, and Largely Enhanced Science in the Earth-Moon System
NovaMoon是首个在月球上集成了多种测距、跟踪和定时技术的参考站，旨在提升地球-月球系统的定位、定时精度及科学探索能力。
2026-02-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Physical State of Lunar Soil in the Permanently Shadowed Craters of the Moon
通过实验研究月球永久阴影坑月壤的物理状态，发现其因缺乏热循环而压实程度较低，且压实度随土壤深度变化，为相关工程设计与能量预算提供依据。
2023-05-31 astro-ph.EP cond-mat.soft
OWL-MOON : Very high resolution spectro-imaging and Earth-Moon interferometry: exoplanets to cosmology
我们解决了天文学中的三个主要问题，即可居住系外行星上的生物特征的检测，系外行星的物理学和宇宙学。要实现这一目标，需要两个条件。首先是一个非常大的孔径来探测像系外行星这样的微弱物体的光谱偏振和空间特征，其次是一个连续的监测来表征系外行星的时间行为，比如旋转周期、气象学和季节。地面望远镜不适合连续监测，大气层限制了最终的角分辨率和分光偏振测量范围。此外，轨道上的空间望远镜的孔径有限，在未来几十年内可能只有15米。这就是为什么我们提出了一个OWL级月球望远镜，具有50-100米的可见光和红外（IR）天文学孔径，基于ESO的压倒性大望远镜概念，在地球上无法实现的技术问题，如风应力，与月球平台无关。它将被安装在月球南极附近，以便进行连续的目标监测。与地球望远镜相比，月球的低重力将有利于其建造和操纵。作为一个有保证的副产品，这样一个大型月球望远镜将允许强度干涉测量时，与大型地球望远镜，导致皮秒角分辨率。
2019-08-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
The First Observations of Moonlit Satellites
The University of Melbourne（墨尔本大学）；Australian Astronomical Optics, Macquarie University（澳大利亚天文光学，麦考瑞大学）；Macquarie University（麦考瑞大学）；Astrophysics and Space Technologies Research Centre, Macquarie University（天体物理与空间技术中心，麦考瑞大学）；Ansys（安sys）
本研究通过考虑四种照明源，首次观测到仅由月光和月球-地球反照光照亮的ISS和CSS，并扩展模型验证，实现了LEO卫星近24小时连续光学监测，显著提升SDA能力。
2026-09-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Global Mg/Si and Al/Si Distributions on Lunar Surface Derived from Chang'E-2 X-ray Spectrometer
X射线荧光遥感技术在月球化学成分研究中发挥着重要作用。本文详细介绍了我国嫦娥二号X射线谱仪（CE 2XRS）的数据分析方法，并给出了初步结果：首次绘制了全球月球表面Mg/Si和Al/Si分布图。结果表明，Mg/Si和Al/Si的分布与月球地形有很好的相关性。高Mg/Si值对应于海地区，而低Mg/Si值对应于高地地形。Al/Si比图与Mg/Si比图呈反向关系。
2015-08-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Lunar accretion from a Roche-interior fluid disk
我们使用一种混合的数值方法来模拟月球的形成，从一个冲击产生的磁盘，包括一个流体模型的磁盘内的罗氏限制和N-体代码来描述吸积罗氏限制之外。由于内部盘由于热调节粘度而扩散，材料被输送穿过罗氏极限并吸积成添加到N体模拟中的小卫星。与先前纯N体程序获得的几个月的吸积时间尺度相反，这里月球生长的最后阶段是由内部盘的缓慢扩展控制的，导致月球吸积的总时间尺度为~10^2年。有人提出，内盘可能通过扩散混合与地球成分平衡，这为地球和月球相同的氧同位素组成提供了一个可能的解释。然而，最终月球的质量分数来自内部圆盘，受到圆盘和外部生长卫星之间的共振扭矩的限制。对于质量小于2.5的初始盘，我们发现质量大于0.8的最终月球包含小于60%来自内部盘的物质，这些物质在吸积结束时优先输送到月球。
2012-10-02 astro-ph.EP
Early Dynamics of the Lunar Core
众所周知，月球有一个小的液体核心，人们认为，在遥远的过去，核心可能产生了强大的磁场记录在月球样本。在这里，我们实现了一个数值模型的月球轨道和旋转动力学，包括液体核心的影响。与以前的工作一致，我们发现，月球的核心是动态解耦的月球地幔，这种解耦发生在月球历史的早期。我们的模型预测，月球的核心旋转次同步，和核心和地幔的旋转速率之间的差异是显着的，当月球有一个高的强迫磁共振卡西尼状态转换期间和之后。我们发现，月球液体核心的存在进一步不稳定的同步旋转的地幔为中心的卡西尼状态过渡的半长轴范围广泛。CMB扭矩使它更有可能在卡西尼状态转换期间月球经历了大规模的倾斜阻尼。我们提出了估计相互核-幔的结晶度作为地月距离的函数，我们讨论了这种演变的合理的绝对时间线。我们的结论是，我们的研究结果是一致的岁差驱动的早期月球发电机的假设，并可能解释过去的月球发电机的推断方向的变化。
2019-10-24 astro-ph.EP
Unveiling the secrets of the mid-infrared Moon
月球在可见光和长波红外（LWIR）的光学特性早已被我们的眼睛或仪器观测到。中红外（MIR）月球的样子仍然是一个谜。我们第一次详细介绍了由高分辨率地球同步卫星观测到的和平号月球的外观，并揭示了其外观背后的本质。和平号卫星的外观与其正常可见的外观相反。此外，和平号卫星显示出边缘变暗。MIR月盘的绝对亮度和相对亮度分布都随太阳入射角的变化而变化。和平号月球的特征受月球表面的反射和发射控制。我们还首次展示了月球盘的亮度温度图，而不需要马赛克，这更好地显示了整个月球盘的温度变化。结果表明，亮温与太阳入射角i的关系为cos 1/bi，其功率参数小于基于月球轨道测量的朗伯温度模型cos 1/4 i。在远离日下点时，亮温的下降速度比朗伯模型慢，这是由于地形影响。亮温主要受日照和太阳入射角的影响，并受地形的影响。结果表明，在和平号卫星上，月球呈现出许多以前未知的有趣现象，包含了丰富的月球反射和热辐射信息，可供进一步研究。
2020-03-21 astro-ph.EP
The origin of the Moon within a terrestrial synestia
巨大撞击假说仍然是月球起源的主要理论。然而，目前的模型很难解释月球的成分和同位素与地球的相似性。在这里，我们提出了一个新的月球起源模型。高能、高角动量的巨型撞击可以产生一个超过共转极限（CoRoL）的撞击后结构，该极限定义了共转物体可能的最热状态和角动量。在一个典型的超CoRoL天体中，传统的地幔、大气和盘的定义都不合适，该天体形成了一种新型的行星结构，称为合星。使用冷却synestia结合动力学，热力学和地球化学计算的模拟，我们表明，卫星形成从synestia可以产生我们的月球的主要特征。我们发现，冷却驱动混合的结构，和冷凝产生的卫星轨道内的synestia，由数十条散装硅酸盐地球（BSE）蒸汽包围。小卫星和成长中的卫星被蒸汽加热，直到第一个主要元素（Si）开始蒸发并缓冲温度。小卫星在硅酸盐蒸发的温度和结构的压力下与BSE蒸汽平衡，建立了月球同位素组成和中等挥发性元素的模式。最终，冷却的合星体在月球轨道内消退，结束了月球吸积的主要阶段。我们的模型改变了月球起源的范式，从指定一个特定的影响方案，以实现月球形成synestia。在类地行星形成的末期，产生潜在的月球形成合星的巨大撞击是很常见的。
2018-02-28 astro-ph.EP
A new view on the solar wind interaction with the Moon
月球表面具有外逸层和局部地壳磁场，当太阳风与月球相互作用时，月球被认为是一个被动物体。然而，最近的月球探测任务，如月船1号，月亮女神，嫦娥1号，LRO和ARTEMIS，以及IBEX都揭示了月球周围与太阳风相互作用的各种现象，如月球表面的高能中性原子（ENA）对太阳风质子的后向散射，月球表面原子的溅射、月球磁异常区域周围“微型磁层”的形成以及月球周围的几种等离子体群，包括从月球表面散射的太阳风质子、来自磁异常的拾取离子、月球尾流中的质子等等。本文综述了这些最新发现，并从一个新的角度介绍了太阳风与月球的相互作用。
2015-11-20 astro-ph.EP physics.plasm-ph physics.space-ph
Origin of the lunar isotopic crisis from solidification of a stratified lunar magma ocean
本文提出，在假设忒伊亚地幔富铁的前提下，分层月球岩浆洋凝固会使上层固体来自原始地球地幔，从而自然解释月球类地球同位素组成，解决月球同位素危机。
2025-09-08 astro-ph.EP
Lunar Time
本文针对月球探索对精确导航定位的需求，探讨了相对论性月球参考系中坐标时间尺度的选择，通过权衡分析证明月球坐标时间TCL是最佳实用时间参考，无需定义新尺度。
2025-11-04 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Exploring the near-surface at the lunar South Pole with geophysical tools
月球近地表结构的地球物理成像将是就地资源利用、确定对乘员和基础设施的危害以及回答有关月球形成和内部的科学问题的关键。本白皮书的目的是强调由机组人员进行的地面地球物理实验的价值，并概述一系列解决关键科学问题的实验。具体来说，我们建议使用地球物理方法，如地震，地震，探地雷达和电磁技术的阿耳忒弥斯III载人任务多学科的调查。我们为此类地球物理调查确定了一系列主要的近地表目标：（1）在一个叶状悬崖上建立一个月球断层监测观测站，以研究最近的月球地震活动，（2）确定着陆点风化层的物理性质，（3）在寻找水冰和其他冷捕获挥发物的背景下，调查永久阴影区的结构和原地性质，（4）南极艾特肯盆地内部构造成像。在Artemis III之后，月球将成为地外天体物理学的综合试验台。因此，从人类对月球的地球物理探索中吸取的经验教训将是探索火星卫星和近地天体的关键，并为人类探索月球以外的空间做好准备。
2020-09-27 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
Origin of the Moon and Lunar Water
本文考察了包括多撞击模型在内的三种月球形成理论，指出不同模型对月球水数量、分布及同位素组成结论不同，并发现月球极区存在约1公里厚的永久冻土层。
2023-10-25 astro-ph.EP physics.ao-ph
The muon Moonshot: Moon subsurface tomography with upward-going muons
School of Physics and State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University（北京大学物理学院与核物理与技术国家重点实验室）；School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）；Guangdong Laboratory for Advanced Energy Science and Technology（广东省先进能源科学技术研究院）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）
提出基于向上μ子的月球地下层析成像μ子登月计划概念，通过蒙特卡罗模拟研究其能谱等，结果显示对探测器高度敏感，可探测地下洞穴和水资源，有望用于未来月球任务。
2026-08-21 astro-ph.EP astro-ph.IM hep-ex
Characterizing the Radio Quiet Region Behind the Lunar Farside for Low Radio Frequency Experiments
在地球上进行的低射频实验受到电离层效应和地球来源的射频干扰的污染。月球背面在电离层上方提供了一个独特的环境，其中RFI因月球的存在而严重衰减。我们提出了电动力学模拟的无线电波的传播和通过月球，以表征在远侧的衰减水平。模拟是在高达100 kHz的频率范围内进行的，假设具有平均恒定密度的球形月球形状。此外，我们调查的地形和密度剖面的月球在无线电波的传播中的作用，并发现只有很小的影响RFI的强度。由于在较高频率下进行模拟的计算需求，我们提出了一个模型，用于外推100 kHz以上的安静区域的宽度，该模型还考虑了月球表面上方的高度以及选择用于定义安静区域的强度阈值。这个模型，我们通过Python包公开提供，允许在轨道上或表面上轻松计算无线电安静区域的大小，使其直接适用于月球卫星以及地面任务。
2020-06-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
Reconstructing the late accretion history of the Moon
高度亲铁元素（HSEs）追踪行星晚期吸积的重要性早已被认识到。然而，月球吸积历史的确切性质仍然是个谜。地球和月球之间的HSE预算存在显著的不匹配，地球的HSE比月球的HSE要多得多。已经提出了几种方案来解释这一难题，包括几个大的撞击物向地球输送HSE，动态冷轨道上的卵石大小的物体吸积增强了地球的引力聚焦因子，以及在~4.10 Gyr之前撞击通量大大减少的“地球引力模型”。然而，大多数这些模型假设一个高的撞击物保留比f（撞击物质量保留在目标上的分数）的月球。在这里，我们进行了一系列的影响模拟，以量化f值，然后通过蒙特卡罗程序制定一个单调衰减的影响通量，计算质量吸积到月球地壳和地幔的历史。我们发现，月球整个撞击历史的平均f值比之前估计的低3倍。我们的研究结果表明，为了与月球地壳和地幔的HSE预算相匹配，HSE的保留应该在大约4.35 Gyr前开始，当时大多数月球岩浆海洋已经凝固。在4.35 Gyr之前增加的质量必须在月球地幔结晶期间失去HSE到月球核心。低的撞击物保留率和HSE在月球地幔中的后期保留相结合，为月球后期吸积质量相对于地球的明显不足提供了一个现实的解释。
2020-11-27 astro-ph.EP
Relativistic Time Modeling for Lunar Positioning Navigation and Timing
本研究针对月球独特引力环境，形式化月球坐标时（TCL）变换，量化表面钟漂移及导航卫星相对论时间效应，为未来月球定位导航授时（PNT）架构提供关键建模基础。
2025-09-10 astro-ph.EP
Effect of lunar rotation on antipodal ejecta deposition
Purdue University（普渡大学）
本文通过考虑月球自转重新评估反极溅射物沉积，发现极地撞击时自转影响小，赤道撞击时影响显著，表明解释月球盆地反极磁异常时需重视自转效应。
2026-08-10 astro-ph.EP
The impact of the Kasatochi eruption on the Moon's illumination during the August 2008 lunar eclipse
在月食期间，月球的变化主要是由于卫星穿过地球阴影时，地球大气层吸收的折射未散射阳光的变化。在地球的明暗分界线上散射的太阳光对月球的影响通常被认为是很小的。然而，我们对2008年8月16日月食光谱的分析表明，漫射阳光是波长小于600 nm的测量光谱的主要组成部分。这一结论得到了两个明显特征的支持，即光谱在短波长处的拖尾和氧碰撞复合物在两个附近波段的不相等吸收。我们的研究结果与2008年8月7日至8日阿拉斯加卡萨托奇火山爆发后在高纬度地区报告的火山云的存在是一致的。云既衰减了未散射的阳光，又适度地增强了散射的成分，从而改变了两种贡献之间的对比度。
2011-06-15 astro-ph.EP physics.geo-ph
Exomoons and Exorings with the Habitable Worlds Observatory II: Finding Endor with Lunar Eclipses
University of Michigan（密歇根大学）；University of California, San Diego（加州大学圣迭戈分校）；JHU Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）；Lunar & Planetary Laboratory, University of Arizona（亚利桑那大学月球与行星实验室）；Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）
本文提出通过HWO利用月食检测宜居带内巨行星的宜居卫星，探讨其检测方法及可行性。
2026-01-27 astro-ph.EP
Lunar ejecta as the missing piece to resolve the lunar cratering asymmetry
State Key Laboratory of Lunar and Planetary Sciences, Macau University of Science and Technology（澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics in Ministry of Education, Nanjing University（南京大学现代天文学与天体物理教育部重点实验室）
研究通过数值模拟发现，约25%的逃逸喷射物在3百万年内会再次撞击地球-月球系统，其中约1.2%撞击月球，导致极端的前后不对称比值为5.9，表明月球喷射物可能是解释月球撞击不对称性的关键因素。
2026-05-11 astro-ph.EP
Outcomes and Duration of Tidal Evolution in a Star-Planet-Moon System
我们制定了潮汐衰变寿命的假设卫星轨道太阳系外行星与月球和恒星潮汐。以前的工作忽略了月球潮汐对行星自转的影响，因此只适用于月球质量远小于行星质量的系统。相比之下，这项工作可以应用于相对较大的卫星，这些卫星可能会在新发现的海王星质量和超级地球行星周围被探测到。我们的结论是，当行星/卫星系统远离母星时，卫星更稳定，行星更重，或者母星更轻。相对于先前的公式，包含月球潮汐可以显着延长大质量月球的寿命。我们预计，第一个被发现的系外卫星所在的行星的半长轴在G型恒星周围是0.4-0.6 AU，在M型恒星周围是0.2-0.4 AU。
2012-06-02 astro-ph.EP
Effect of Re-impacting Debris on the Solidification of the Lunar Magma Ocean
斜长岩构成了月球地壳的大部分，被认为是在月球岩浆海（LMO）凝固过程中形成的，这些岩石可能会漂浮到月球表面。这些早期的漂浮外壳会在剩余的LMO上形成一个热毯，延长凝固时间。月球斜长岩的地质年代学表明，LMO冷却，或在一个或多个晚期事件的重熔和再结晶的时间尺度很长。为了更好地解释这一地质年代学，我们模拟了LMO固化的情况下，月球正在不断轰击返回的弹丸释放出的月球形成的巨大的影响。在巨大的撞击之后，超过一个月球质量的物质逃离了地月系统进入日心轨道，其中大部分在返回轨道上返回了1亿年。如果足够大的话，这些射弹会在月球新生的漂浮地壳上刺穿一些洞，使LMO暴露在太空中，并导致更快的冷却。我们使用月球的热演化模型来模拟这些场景，该模型允许在隔离LMO的漂浮地壳中产生（通过撞击坑）和演化（固化和填充）孔。为了有效地产生孔，可以显著加速岩浆海洋的凝固，从而将冷却时间减少5倍以上。如果孔的产生效率低，但抛射体动能向热能的冲击转换有效，则LMO凝固可以在一定程度上延长，将冷却时间延长50%或更多。
2018-04-13 astro-ph.EP
What does a convolutional neural network recognize in the moon?
Earth-Life Science Institute, Tokyo Institute of Technology（东京工业大学地球生命科学研究所）
许多人在月亮上看到的是人的脸或动物的图案。虽然这种模式与月球表面成分的实际变化相对应，但每个社会的文化和环境都会影响对这些物体的识别（即，符号）作为特定实体。相反，卷积神经网络（CNN）从训练数据集中的特征形状识别对象。利用CNN，本研究评估的概率的模式月海分类为螃蟹，狮子和野兔的形状。如果月球图像中包含了冰海（月球上的暗带），狮子就被识别出来了。然而，在没有寒海的图像中，野兔的识别概率最高。因此，识别类似于月球图案的物体取决于考虑月海的哪一部分。在人类的认知中，在我们发现月海和动物等物体之间的相似性之前，我们可能会被说服提前看到来自我们文化和环境的特定图像，然后将月球图案调整为想象物体的形状。
2017-08-21 astro-ph.EP cs.CV physics.geo-ph
Constructing Four-Body Ballistic Lunar Transfers via Analytical Energy Conditions
Beihang University（北京航空航天大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文通过分析能量条件构造四体球体月球转运，提出了一种结合分析条件的网格搜索方法，实现了高球体捕获率并验证了方法的有效性。
2026-03-11 astro-ph.EP
Implications of Surface Roughness in Models of Water Desorption on the Moon
观测到的月球阳面风化层中存在水分子是一个意外的发现，仍然知之甚少。标准的热物理模型预测的温度太高，吸附水是稳定的。我们建议，这个问题可能是由局部平坦的表面，这是常见的，在这样的模型的假设。在这里，我们应用一个模型，明确考虑表面粗糙度，并占太阳照射，地形，自加热，热再辐射和热传导投下的阴影。我们耦合的热物理模型的一阶解吸月球表面水的模型，并表明，表面粗糙度大大增加了月球的能力，以保持水在其阳光照射的半球在任何纬度，并在$45^{\circ}$的两极，在任何时间的月球一天。因此，我们表明，月球表面粗糙度对月球水的吸附和解吸有很强的影响。因此，考虑表面粗糙度对于准确了解月球表面及其外逸层的水量至关重要。
2022-08-15 astro-ph.EP
