Die Oberfläche des Mondes ist ständig dem sogenannten Sonnenwind ausgesetzt – einem Strom aus elektrisch geladenen Teilchen, der von der Sonne ins All geschleudert wird. Diese Partikel können Atome aus dem oberflächennahen Gestein herausschlagen, die dann eine extrem dünne Gashülle um den Mond bilden – die sogenannte Exosphäre. Doch wie genau diese Exosphäre entsteht, ist bis heute nicht vollständig verstanden.
Ein Forschungsteam der TU Wien konnte nun gemeinsam mit internationalen Partnerinstitutionen zeigen, dass ein zentraler Prozess – die sogenannte Sputtererosion durch Sonnenwind-Teilchen – in bisherigen Modellen massiv überschätzt wurde. Der Grund: Frühere Berechnungen vernachlässigten die rauen, porösen Eigenschaften des echten Mondgesteins. Mithilfe hochpräziser Experimente an Originalproben der Apollo-16-Mission sowie modernster 3D-Modellierung konnte nun erstmals die tatsächliche Erosionsrate durch Sonnenwind exakt bestimmt werden. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Communications Earth & Environment (Nature Portfolio) veröffentlicht.
Ein Hauch von Atmosphäre – woher kommt er?
„Der Mond hat keine dichte Atmosphäre wie die Erde – aber um ihn herum existiert eine extrem dünne Exosphäre, in der sich einzelne Atome und Moleküle befinden“, erklärt Prof. Friedrich Aumayr vom Institut für Angewandte Physik der TU Wien. „Woher diese Teilchen stammen, ist eine der zentralen Fragen der Mondforschung.“
Zwei Prozesse gelten als Hauptkandidaten: Entweder werden die Teilchen durch den Einschlag von Mikrometeoriten aus der Oberfläche geschlagen, oder sie stammen aus der Wechselwirkung der Oberfläche mit dem Sonnenwind – dem kontinuierlichen Strom aus Protonen, Heliumionen und anderen geladenen Teilchen. Konkrete experimentelle Daten zur realen Sputtererosion auf dem Mond fehlten bislang.
