Ende September kündigte ein Team von Wissenschaftlern an, Wassermolekülsignaturen auf einem Großteil der Mondoberfläche zu finden. Jetzt bestätigt ein zweites Instrument an Bord des indischen Mondorbiters Chandrayaan-1, wie das Wasser produziert wird. Der Sub keV Atom Reflect Analyzer (SARA) bestätigt, dass elektrisch geladene Partikel der Sonne mit dem Sauerstoff in einigen Staubkörnern auf der Mondoberfläche interagieren, um Wasser zu erzeugen. Die Ergebnisse bringen jedoch ein neues Rätsel auf, warum einige Protonen reflektiert und nicht absorbiert werden.
Wissenschaftler verglichen die Mondoberfläche mit einem großen Schwamm, der die elektrisch geladenen Teilchen absorbiert. Die Mondoberfläche ist eine lose Ansammlung unregelmäßiger Staubkörner oder Regolithen, und die ankommenden geladenen Partikel sollten in den Zwischenräumen zwischen den Körnern eingeschlossen und absorbiert werden. Wenn dies Protonen passiert, wird erwartet, dass sie mit dem Sauerstoff im Regolith des Mondes interagieren, um Hydroxyl und Wasser zu produzieren.
Die SARA-Ergebnisse bestätigen die Ergebnisse von Chandrayaan-1s Moon Mineralogy Mapper (M3), dass solare Wasserstoffkerne tatsächlich vom Regolith des Mondes absorbiert werden. SARA-Daten zeigen jedoch, dass nicht jedes Proton absorbiert wird. Jeder fünfte prallt ins All zurück. Dabei verbindet sich das Proton mit einem Elektron zu einem Wasserstoffatom.
"Wir hatten überhaupt nicht damit gerechnet", sagt Stas Barabash, schwedisches Institut für Weltraumphysik, der der European Principal Investigator für SARA ist.
Obwohl Barabash und seine Kollegen nicht wissen, was die Reflexionen verursacht, ebnet die Entdeckung den Weg für eine neue Art von Bild. Da der Chandrayaan-1-Orbiter nicht mehr funktioniert, können leider keine neuen Daten erfasst werden. Das Team kann jedoch mit bereits gesammelten Daten arbeiten, um den Prozess weiter zu untersuchen.
Der Wasserstoff schießt mit einer Geschwindigkeit von rund 200 km / s ab und entweicht, ohne von der schwachen Schwerkraft des Mondes abgelenkt zu werden. Wasserstoff ist auch elektrisch neutral und wird nicht durch die Magnetfelder im Raum abgelenkt. Die Atome fliegen also in geraden Linien, genau wie Lichtphotonen. Im Prinzip kann jedes Atom bis zu seinem Ursprung zurückverfolgt und ein Bild der Oberfläche erstellt werden. Die Bereiche, die am meisten Wasserstoff emittieren, werden am hellsten angezeigt.
Während der Mond kein globales Magnetfeld erzeugt, sind einige Mondgesteine magnetisiert. Barabash und sein Team erstellen derzeit Bilder aus gesammelten Daten, um nach solchen „magnetischen Anomalien“ in Mondgesteinen zu suchen. Diese erzeugen magnetische Blasen, die ankommende Protonen in die umgebenden Regionen ablenken und magnetische Gesteine in einem Wasserstoffbild dunkel erscheinen lassen.
Die ankommenden Protonen sind Teil des Sonnenwinds, eines konstanten Partikelstroms, der von der Sonne abgegeben wird. Sie kollidieren mit jedem Himmelsobjekt im Sonnensystem, werden aber normalerweise von der Körperatmosphäre gestoppt. Auf Körpern ohne einen solchen natürlichen Schutzschild, zum Beispiel Asteroiden oder dem Planeten Merkur, erreicht der Sonnenwind den Boden. Das SARA-Team erwartet, dass auch diese Objekte viele der ankommenden Protonen als Wasserstoffatome zurück in den Weltraum reflektieren werden.
Wissenschaftler der BepiColombo-Mission der ESA in Quecksilber hoffen, die Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen und der Oberfläche von Quecksilber untersuchen zu können. Das Raumschiff wird zwei ähnliche Instrumente wie SARA tragen und möglicherweise feststellen, dass der innerste Planet mehr Wasserstoff reflektiert als der Mond, da der Sonnenwind näher an der Sonne konzentriert ist.
Quelle: ESA
