Elektronen von der Erde können Mondwasser bilden

Karte des Wassergehalts auf der Mondoberfläche. Bildnachweis: Lee et al., 2023

Wissenschaftler der Universität von Hawaii haben das auf der Erde entdeckt Plasma Die Blattelektronen beeinflussen die Verwitterung des Mondes und können zur Bildung von Wasser beitragen. Diese Entdeckung vertieft unser Verständnis der Beziehung zwischen Erde und Mond und weist auf zukünftige Erkundungsmöglichkeiten hin.

Ein Forscherteam unter der Leitung eines Planetenwissenschaftlers an der University of Hawaii (UH) in Manoa hat herausgefunden, dass hochenergetische Elektronen in der Plasmaschicht der Erde zu Verwitterungsprozessen auf der Mondoberfläche beitragen und, was noch wichtiger ist, dass Elektronen möglicherweise dabei geholfen haben bilden den Mond. Von Wasser auf der Mondoberfläche. Die Studie wurde am 14. September in der Zeitschrift veröffentlicht Naturastronomie.

Das Verständnis der Wasserkonzentrationen und -verteilung auf dem Mond ist entscheidend für das Verständnis seiner Entstehung und Entwicklung sowie für die Bereitstellung von Wasserressourcen für zukünftige menschliche Erkundungen. Die neue Entdeckung könnte auch dazu beitragen, den Ursprung von Wassereis in der Vergangenheit zu erklären Sie wurden in dauerhaft beschatteten Mondregionen entdeckt.

Die Magnetosphäre der Erde und ihre Auswirkungen

Aufgrund des Erdmagnetismus ist der Planet von einem Kraftfeld umgeben, das als Magnetosphäre bezeichnet wird und die Erde vor Weltraumverwitterung und schädlicher Strahlung der Sonne schützt. Der Sonnenwind drückt und formt die Magnetosphäre um und bildet auf der Nachtseite einen langen Schweif. Die Plasmaschicht im Inneren dieses Magnetschweifs ist eine Region, die aus hochenergetischen Elektronen und Ionen besteht, die von der Erde und dem Sonnenwind gewonnen werden können.

Bisher konzentrierten sich Wissenschaftler hauptsächlich auf die Rolle hochenergetischer Ionen bei der Weltraumverwitterung des Mondes und anderer luftloser Körper. Der Sonnenwind, der aus hochenergetischen Teilchen wie Protonen besteht, bombardiert die Mondoberfläche und gilt als eine der Hauptursachen für die Wasserbildung auf dem Mond.

Zeichnung, die die Magnetosphäre und die Plasmaschicht zeigt. Bildnachweis: NASA/Goddard/Aaron Cass

Die Wirkung des magnetischen Schweifs der Erde auf den Mond

Aufbauend auf seiner früheren Arbeit, die zeigte, dass der Sauerstoff im Magnetschweif der Erde Eisen in den Polarregionen des Mondes rosten lässt, interessierte sich Shuai Li, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der UH Mānoa School of Ocean and Earth Sciences and Technology (SOEST), für die Untersuchung von Veränderungen an der Oberfläche Verwitterung, wenn der Mond den Schweif passiert. Das Erdmagnetfeld, eine Region, die den Mond fast vollständig vor dem Sonnenwind, jedoch nicht vor Photonen des Sonnenlichts schützt.

„Dies stellt ein natürliches Labor zur Untersuchung der Entstehungsprozesse des Oberflächenwassers des Mondes dar“, sagte Li. „Wenn sich der Mond außerhalb des Magnetschweifs befindet, wird die Mondoberfläche vom Sonnenwind bombardiert. Im Inneren des Magnetschweifs gibt es fast keine Protonen des Sonnenwinds und die Zusammensetzung des Wassers wird voraussichtlich auf nahezu Null sinken.

Lee und seine Kollegen analysierten Fernerkundungsdaten, die zwischen 2008 und 2009 vom Instrument Moon Mineralogy Mapper an Bord der indischen Mission Chandrayaan 1 gesammelt wurden. Insbesondere untersuchten sie Veränderungen in der Wasserzusammensetzung, wenn der Mond durch den Magnetschweif der Erde wandert, zu dem auch Plasma gehört. Gebunden.

„Zu meiner Überraschung zeigten Fernerkundungsbeobachtungen, dass die Zusammensetzung des Wassers im Magnetschweif der Erde fast identisch mit der Zeit ist, als sich der Mond außerhalb des Magnetschweifs der Erde befand“, sagte Lee. „Dies deutet darauf hin, dass es im Magnetschweif möglicherweise zusätzliche Bildungsprozesse oder neue Wasserquellen gibt, die nicht direkt mit der Kultivierung von Sonnenwindprotonen zusammenhängen. Insbesondere die Strahlung hochenergetischer Elektronen zeigt ähnliche Effekte wie Sonnenwindprotonen.“ ”

„Insgesamt deuten dieser Befund und meine früheren Entdeckungen über die rostigen Säulen des Mondes darauf hin, dass Mutter Erde in vielen unbekannten Aspekten eng mit ihrem Mond verbunden ist“, sagte Lee.

Zukünftige Forschungsmethoden

In der zukünftigen Forschung möchte Lee an einer Mondmission arbeiten durch… NASAArtemis-Programme überwachen die Plasmaumgebung und den Wassergehalt auf der Mondpoloberfläche, wenn sich der Mond in verschiedenen Phasen befindet, während er den Magnetschweif der Erde durchquert.

Referenz: „Bildung von Mondoberflächenwasser in Verbindung mit hochenergetischen Elektronen im Magnetschweif der Erde“ von S. Li, A.R. Poppe, T.M. Orlando, B.M. Jones, O.J. Tucker, W.M. Farrell und A.R. Hendrix, 14. September 2023, Naturastronomie.
doi: 10.1038/s41550-023-02081-j