Eind september kondigde een team van wetenschappers aan dat ze de signatuur van watermoleculen over een groot deel van het maanoppervlak zouden vinden. Nu bevestigt een tweede instrument aan boord van de Chandrayaan-1, de maanbaan van India, hoe het water wordt geproduceerd. De Sub keV Atom reflecting Analyzer (SARA) bevestigt dat elektrisch geladen deeltjes van de zon interageren met de zuurstof die aanwezig is in sommige stofkorrels op het maanoppervlak om water te produceren. Maar de resultaten brengen een nieuw mysterie naar voren waarom sommige protonen worden weerspiegeld en niet worden geabsorbeerd.
Wetenschappers vergeleken het oppervlak van de maan met een grote spons die de elektrisch geladen deeltjes absorbeert. Het maanoppervlak is een losse verzameling onregelmatige stofdeeltjes, of regoliet, en de binnenkomende geladen deeltjes moeten worden opgesloten in de ruimtes tussen de korrels en worden geabsorbeerd. Wanneer dit gebeurt met protonen, wordt verwacht dat ze een wisselwerking hebben met de zuurstof in de maanregoliet om hydroxyl en water te produceren.
De SARA-resultaten bevestigen de bevindingen van Chandrayaan-1's Moon Mineralogy Mapper (M3) dat zonne-waterstofkernen inderdaad worden geabsorbeerd door de maanregoliet; SARA-gegevens tonen echter aan dat niet elk proton wordt geabsorbeerd. Een op de vijf springt terug in de ruimte. Daarbij komt het proton samen met een elektron om een waterstofatoom te worden.
"We hadden dit helemaal niet verwacht", zegt Stas Barabash, Zweeds instituut voor ruimtefysica, Europees hoofdonderzoeker voor SARA.
Hoewel Barabash en zijn collega's niet weten wat de reflecties veroorzaakt, maakt de ontdekking de weg vrij voor het maken van een nieuw type beeld. Omdat de Chandrayaan-1-orbiter niet meer werkt, kunnen er helaas geen nieuwe gegevens worden verzameld. Het team kan echter werken met reeds verzamelde gegevens om het proces verder te bestuderen.
De waterstof schiet weg met snelheden van ongeveer 200 km / s en ontsnapt zonder te worden afgebogen door de zwakke zwaartekracht van de maan. Waterstof is ook elektrisch neutraal en wordt niet afgeleid door de magnetische velden in de ruimte. De atomen vliegen dus in rechte lijnen, net als fotonen van licht. Elk atoom is in principe te herleiden tot zijn oorsprong en er kan een beeld van het oppervlak worden gemaakt. De gebieden die de meeste waterstof uitstoten, worden het helderst.
Hoewel de maan geen globaal magnetisch veld opwekt, zijn sommige maanstenen gemagnetiseerd. Barabash en zijn team maken momenteel afbeeldingen van verzamelde gegevens om te zoeken naar dergelijke 'magnetische afwijkingen' in maanstenen. Deze genereren magnetische bellen die binnenkomende protonen wegbuigen naar omliggende gebieden, waardoor magnetische rotsen donker lijken in een waterstofbeeld.
De binnenkomende protonen maken deel uit van de zonnewind, een constante stroom van deeltjes die door de zon wordt afgegeven. Ze botsen met elk hemellichaam in het zonnestelsel, maar worden meestal tegengehouden door de atmosfeer van het lichaam. Op lichamen zonder zo'n natuurlijk schild, bijvoorbeeld asteroïden of de planeet Mercurius, bereikt de zonnewind de grond. Het SARA-team verwacht dat ook deze objecten veel van de binnenkomende protonen als waterstofatomen terug de ruimte in reflecteren.
Wetenschappers met de BepiColombo-missie van ESA naar Mercurius hopen de interactie tussen geladen deeltjes en het oppervlak van Mercurius te bestuderen. Het ruimtevaartuig zal twee vergelijkbare instrumenten dragen als SARA en kan ontdekken dat de binnenste planeet meer waterstof reflecteert dan de maan omdat de zonnewind dichter bij de zon is geconcentreerd.
Bron: ESA
