然而，更為奇異的是，月球地平線發(fā)光的現(xiàn)象并不是總能被觀測到。阿波羅16號上的宇航員肯·馬丁利做了相似的太陽大氣觀測，但是沒有觀測到月球地平線發(fā)光的現(xiàn)象（這也是他個人極大的遺憾）。同時，在阿波羅15和17號的日冕觀測照片上都能發(fā)現(xiàn)月球地平線特別的明亮，而阿波羅16號的日冕觀測照片上卻找不到同樣的現(xiàn)象（這也與宇航員的說法吻合）。

其實這神奇的散射光來自月球“塵暴”。

帶電的月球“塵暴”

月球表面覆蓋著一層很厚的塵埃顆粒，是數(shù)億年中月球表面反復受隕石撞擊形成的，主要由晶質顆粒與較大的火成巖碎塊﹑玻璃質碎片（包括大量的玻璃球粒）及微量金屬顆粒組成。月塵顆粒非常細小，平均尺寸在45~100微米之間。直徑小于1mm的月塵顆粒占月壤總質量的95%以上，大部分的顆粒都非常銳利和透明，類似于精細的礦渣或是火山灰。

月塵具有極強的吸附能力、材料磨損能力和穿透能力。細小的月塵會附著在執(zhí)行出艙任務的航天員的航天服表面，被帶回登月艙內(nèi)部，甚至直接滲透進航天服中，對宇航員的健康產(chǎn)生極大損害。

阿波羅計劃的宇航員曾報告過登月艙內(nèi)部漂浮著閃閃發(fā)光的月塵顆粒，這些塵埃引起了皮膚，眼睛和呼吸道的不適感。對于非載人的月球探測任務，月塵可能遮擋著陸器太陽能電池板，滲透進儀器內(nèi)部，造成污染、磨損、故障甚至失效。阿波羅12號航天員在對Surveyor 3無人登陸器檢查中發(fā)現(xiàn)，在月面停留2年多時間內(nèi)Surveyor 3光學鏡面被月塵覆蓋并發(fā)生損傷。

圖4月球塵埃顆粒

月塵的特性是由其攜帶的電荷造成的。月球表面沒有大氣和磁場的保護，長期遭受來自空間的等離子體轟擊，其中熱電子會在具有低介電系數(shù)和介電損耗月球塵埃顆粒上累積。在有光照的情況下，塵埃顆粒發(fā)射出的光電子會帶走多余的負電荷，將月塵電位維持在幾伏特左右，所以月球的向陽面不會有“塵暴”現(xiàn)象。

而在月球的背陽面，因為沒有光照，電子將在月塵顆粒上不斷積累，可能使塵埃顆粒具有幾百伏特至上千伏特的負電位。帶電的塵埃粒子相互排斥漂浮在月球表面，在空間等離子體環(huán)境惡劣的情況下甚至能達到幾十公里高度，形成名副其實的月球“塵暴”，對月球著陸任務的安全造成威脅。

上文提到的月球地平線發(fā)光現(xiàn)象正是這些漂浮的塵埃顆粒對太陽光線的散射造成的。由于月球塵埃的漂浮高度與月球周圍空間的等離子體環(huán)境有關，因此肯·馬丁利沒能捕捉到這種神秘的亮光。

圖5月球表面塵埃帶電

加強塵暴——與地球磁層的“約會”

月球背陽面的“塵暴”等級受空間中的等離子體的影響，那么月球遭受的等離子體環(huán)境情況如何呢？

大多數(shù)時間里，月球沉浸在太陽風等離子體環(huán)境中，其中的熱電子通量并不高，月塵帶電效應也不顯著。然而在滿月前后五天左右的時間內(nèi)，月球會穿越太陽風在地球背陽面形成的長長腔體——地球磁尾。這一區(qū)域受太陽風和地球磁場的雙重影響，等離子體環(huán)境更加復雜、惡劣，中心區(qū)域等離子體溫度比太陽風高一到兩個量級。在月球不受光照的背陽面，高通量的電子聚集在的塵埃顆粒上，可能使其電位達到負幾千伏特，形成月球“加強塵暴”。

圖6月球穿越地球磁尾示意圖