Wir wissen, dass es Eis auf dem Mond gibt – weniger klar ist jedoch, woher es kommt. Eine neue Studie legt nahe, dass Elektronenwellen, die indirekt von der Erde und der Sonne kommen, zur Bildung von gefrorenem Wasser auf der Mondoberfläche beitragen.
Diese Elektronen treffen auf den Mond, während er in den Magnetschweif der Erde hinein- und wieder herausfliegt, den unser Planet auf seiner Reise durch den Weltraum zurücklässt.
Im Inneren des Magnetschweifs befindet sich eine Plasmaschicht, die aus hoch geladenen Elektronen und Ionen besteht, die aus der Erdatmosphäre und der Sonnenwindstrahlung der Sonne stammen.
Wissenschaftler haben zuvor untersucht, welche Rolle der Magnetschweif und die größere Magnetosphäre bei der Mondwasserbildung spielen könnten. Die Magnetosphäre entsteht, wenn das schützende Magnetfeld der Erde den Sonnenwind der Sonne abwehrt und in seinem Kielwasser eine Vielzahl von Effekten erzeugt.
„Dies stellt ein natürliches Labor zur Untersuchung der Entstehungsprozesse des Mondoberflächenwassers dar“, sagt der Planetenforscher Shuai Li von der University of Hawai’i in Mānoa.
„Wenn sich der Mond außerhalb des Magnetschweifs befindet, wird die Mondoberfläche mit Sonnenwind bombardiert. Im Inneren des Magnetschweifs gibt es fast keine Protonen des Sonnenwinds und es wurde erwartet, dass die Wasserbildung auf nahezu Null sinkt.“
Eine Fernanalyse legt jedoch nahe, dass dies nicht der Fall ist. Frühere Studien deuteten darauf hin, dass Wasserstoffionen aus Sonnenwinden Wasser auf dem Mond erzeugen, aber es scheint, dass sich dieses Wasser immer noch bildet, wenn die Mondoberfläche im Inneren des Magnetschweifs vor Sonnenwinden geschützt ist.
Nach Ansicht der Forscher sind noch andere Kräfte im Spiel – nämlich Elektronen. Dies könnte unter anderem dadurch geschehen, dass hochenergetische Elektronen mit dem Mondboden reagieren und dabei eingeschlossenen Wasserstoff freisetzen, der dann Wasser bilden kann.
„Im Magnetschweif kann es zu zusätzlichen Entstehungsprozessen oder neuen Wasserquellen kommen, die nicht direkt mit der Implantation von Sonnenwindprotonen zusammenhängen“, sagt Li. „Insbesondere die Strahlung hochenergetischer Elektronen zeigt ähnliche Effekte wie die Protonen des Sonnenwinds.“
Weitere Beobachtungen und Experimente auf der Mondoberfläche werden nötig sein, um das sicher herauszufinden, aber es ist ein interessanter Vorschlag – einer von vielen, mit denen sich Wissenschaftler befassen, um herauszufinden, wo das Wasser des Mondes ursprünglich entstand.
Und es gibt viele Gründe, warum die Wasserquelle auf dem Mond Wissenschaftler fasziniert: Sie verrät uns mehr über seine Vergangenheit und ist auch wichtig, um herauszufinden, wie wir langfristig auf der Mondoberfläche leben könnten.
„Insgesamt deuten dieser Fund und meine früheren Funde von rostigen Mondpolen darauf hin, dass die Mutter Erde in vielen unerkannten Aspekten eng mit ihrem Mond verbunden ist“, sagt Li.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturastronomie.