Bron van de ijle exosfeer van de maan gevonden: inslagen van meteorieten

Impressie van een toekomstige astronaut op de maan. Credit: NASA.

Je zou ’t niet zeggen, maar de maan heeft wel degelijk een atmosfeer. Die is alleen zo ijl dat ze spreken van een exosfeer, een dun laagje van atomen net boven het oppervlak. Hij werd pas in de jaren tachtig van de vorige eeuw ontdekt en de vraag was waar die exosfeer vandaan komt, wat ‘m precies veroorzaakt. Onderzoekers van MIT en de Universiteit van Chicago zeggen te hebben ontdekt wat de exofeer heeft veroorzaakt en instandhoudt: inslag-verdamping (‘impact vaporization) van kleine micrometeorieten. Dat zijn zeer kleine korrels gruis uit de ruimte, die continu inslaan op de maan. Sommige atomen op het maanoppervlak verdampen daardoor en een deel ervan verdwijnt de ruimte in, terwijl een ander deel boven het oppervlak blijft zweven. Dat is al miljarden jaren zo gaande en dat heeft langzaam maar zeker een exosfeer doen opbouwen.

LADEE bij maan. Credit: NASA Ames / Dana Berry

Veel informatie over de exofeer van de maan is verzameld met de Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE, uitgrsproken als “laddie”) van de NASA. Nicole Nie (MIT’s Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences) en haar collega’s hebben die informatie bestudeerd en daaruit komt die rol naar voren van de inslag van kleine meteorieten. Maar er is nog iets wat een rol speelt bij de instandhouding van de exosfeer en dat is de zogeheten ‘ion sputtering’, als geladen deeltjes afkomstig van de zon de atomen in het maanoppervlak raken. Dan is iets vergelijkbaars gaande als wanneer meteorieten inslaan. Nie en haar team mochten ook tien monsters van maanstenen onderzoeken, ieder 100 milligram zwaar, meegenomen met de Apollo maanmissies. Onderzoek naar de hoeveelheid potassium en rubidium in die monsters liet zien dat inslag-verdamping de grootste oorzaak is van het ontstaan van de exofeer en dat het ‘ion sputteren’  daarna volgt. Bij dat laatste proces verdwijnen de meeste atomen in de ruimte, terwijl ze bij de inslag-verdamping laag bij de grond blijven. Ze schatten in dat 70% van de exofeer het gevolg is van inslag-verdamping en 30% van ion sputteren.

Meer hierover is te lezen in het vakartikel van Nicole X. Nie, Nicolas Dauphas, Zhe J. Zhang, Timo Hopp, Menelaos Sarantos. Lunar soil record of atmosphere loss over eons. Science Advances, 2024; 10 (31).

Bron: MIT.

Gerelateerde Astroblogs:

De maanfases en libratie in 2024 in beeld gebracht door de NASA De eerste niet-Amerikaan op de maan zal een Japanner zijn