Decennialang heeft de wetenschappelijke gemeenschap geprobeerd uit te leggen hoe het mogelijk is dat er water op de maan bestaat. De aanwezigheid van H₂O– en hydroxyl-moleculen (OH), de chemische basiscomponent, werd bevestigd door verschillende ruimtemissies. De tot nu toe voorgestelde verklaringen konden echter niet volledig rechtvaardigen hoe de aanwezigheid ervan stabiel bleef.
Sommige theorieën wezen op oude vulkanische activiteit op de maan, het ontsnappen van gassen of zelfs de inslag van micrometeorieten. Geen van deze theorieën kon echter bepaalde patronen verklaren die werden waargenomen in de variaties van het maanwater. Nu suggereert een nieuwe onderzoekslijn dat de sleutel wellicht ligt in de interactie tussen de regoliet en de zonnewind.
Waarom denken ze dat zonnewinden water op de maan zouden kunnen creëren?
Een nieuw experiment onder leiding van wetenschappers van de NASA en gepubliceerd in JGR Planets plaatst de zonnewind in het middelpunt van de discussie als mogelijke bron van het water dat op het maanoppervlak is gedetecteerd.
Deze zonnewind is een continue stroom van geladen deeltjes, voornamelijk protonen, die door de zon met een snelheid van meer dan een miljoen kilometer per uur worden uitgestoten. In tegenstelling tot de aarde heeft de maan geen sterke magnetosfeer die als schild fungeert, waardoor ze rechtstreeks wordt blootgesteld aan de impact van deze deeltjes.
Om dit beter te begrijpen, moeten we rekening houden met de volgende zaken:
- Het maanoppervlak bevat grote hoeveelheden zuurstof in zijn mineralen, maar is arm aan waterstof.
- De protonen van de zonnewind, die waterstofatomen zonder elektronen zijn, kunnen bij een botsing met het maanregolith met deze zuurstof reageren en watermoleculen vormen.
- Het belangrijkste is dat deze botsingen constant zijn en elke dag plaatsvinden zonder noemenswaardige bescherming.
Om deze hypothese te testen, ontwierpen de onderzoekers een laboratoriumexperiment met regolietmonsters die tijdens de Apollo 17-missie in 1972 waren verzameld.
Er werd een mini-deeltjesversneller in een vacuümomgeving gebruikt om deze monsters te bombarderen met protonen, waarbij de effecten van de zonnewind werden gesimuleerd gedurende een periode die gelijk staat aan 80.000 jaar blootstelling aan de maan.
Aan het einde van de simulatie brachten chemische analyses de aanwezigheid van water aan het licht dat oorspronkelijk niet in de monsters aanwezig was. Dit suggereert dat de zonnewind op zichzelf een chemische stof kan zijn die water genereert in omgevingen zonder atmosfeer of magnetische bescherming.
Volgens NASA komen de gegevens ook overeen met waarnemingen tijdens eerdere missies. Er is waargenomen dat water op de maan zich gedurende de maandag cyclisch gedraagt:
- Tijdens de uren met zonlicht verandert een deel van het water in damp.
- In koude gebieden blijft het water in vaste toestand.
- Elke nieuwe maandag keren de hoeveelheden terug naar hun vorige niveau, wat wijst op een actief aanvullingsmechanisme.
Dit gedrag zou niet verenigbaar zijn met de theorie van de inslag van micrometeorieten, aangezien deze gebeurtenissen niet dagelijks voorkomen.
Wat betekent deze maanontdekking voor de astronomie?
Wetenschappers benadrukken dat inzicht in de oorsprong van water op de maan praktische en wetenschappelijke implicaties heeft. Vanuit operationeel oogpunt zou het water kunnen worden gebruikt als hulpbron voor toekomstige bemande missies, vooral als het in de vorm van ijs op de polen is opgeslagen.
Bovendien opent de studie nieuwe onderzoekslijnen naar de interactie tussen de zonnewind en andere hemellichamen.
Op planeten en manen zonder dichte atmosfeer of magnetisch veld zou de zonnewind een rol kunnen spelen bij de vorming of verwijdering van essentiële verbindingen zoals water. Dit kan als volgt worden verklaard:
- De vorming van water onder vergelijkbare omstandigheden zou ook kunnen plaatsvinden op asteroïden, manen van Jupiter of zelfs op sommige dwergplaneten.
- Omdat de zonnewind een constant verschijnsel is, speelt deze een belangrijke rol in de ruimtechemie, zelfs buiten het aarde-maansysteem.
- Het ontbreken van een atmosfeer is geen nadeel, maar kan deze oppervlaktereacties juist bevorderen.
Volgens verklaringen van NASA toont de ontdekking aan dat “met alleen maangrond en een basisingrediënt afkomstig van de zon, het mogelijk is om water te genereren”. Deze bewering is gebaseerd op directe experimentele resultaten, die de hypothese van de actieve rol van de zonnewind versterken.
