中国科学院国家空间科学中心宣布，嫦娥六号着陆器搭载的国际首台地外空间专用负离子分析仪（NILS）取得重大突破，首次在月球表面直接探测到负离子，为人类探索月球空间环境提供了关键证据。这一发现证实了月球表面存在由太阳风轰击产生的氢负离子（H⁻），解决了长期困扰科学界的月球负离子存在之谜。
月球作为无大气天体，其表面直接暴露于太阳风中。研究表明，太阳风质子撞击月壤后，约10%–20%以能量中性原子形式散射，0.1%–1%反射为正离子，而极少量质子可能捕获第二个电子形成负离子。然而，由于光致解吸作用，H⁻在太阳辐射下极易失去电子，在1个天文单位（AU）距离处的寿命仅约0.07秒，导致此前月球轨道探测任务未能捕捉到负离子信号。
此次探测使用的NILS仪器由瑞典空间物理研究所与中国科学院国家空间科学中心联合研制，是国际首个专门用于地外空间负离子探测的设备。在两天观测期内，该仪器成功获取六段有效H⁻能谱数据，首次实现了月球表面负离子的直接测量。研究人员将数据与欧洲阿特米斯卫星同期观测的太阳风参数对比分析，发现氢负离子的通量和能量与太阳风强度呈现显著正相关——太阳风最强时段的负离子通量是最弱时段的三倍，为“负离子起源于太阳风轰击月表”提供了直接观测依据。
进一步分析显示，H⁻平均能量集中在250–300电子伏特（eV），表明这些负离子主要由太阳风在月表的散射过程产生。蒙特卡洛模拟揭示了其空间分布特征：在向阳面，光致解吸效应将H⁻限制在紧贴月表的薄层内，密度随高度迅速衰减，50公里以上降至每立方米10⁵个以下；而在背阳面，由于缺乏太阳光照，H⁻被电磁场捕获后可形成延伸数个月球半径的长负离子尾。
这一发现对理解月球空间环境具有重要意义。新探测到的带电粒子组分可参与填充月球尾迹区的等离子体空腔，尤其在极端太阳风事件期间，H⁻密度可能比正常条件高出10倍以上，可能引发等离子体波动等空间天气效应。该研究不仅深化了人类对月球等离子体环境的认知，也为研究月表太空风化过程及外逸层演化提供了全新视角。
