De maan heeft te weinig zwaartekracht om een atmosfeer te hebben, toch heeft hij er een. Wetenschappers denken nu te weten hoe dat kan.

De maan kan eigenlijk geen atmosfeer hebben. Doordat de zwaartekracht op de natuurlijke satelliet ongeveer zes keer zwakker is dan op aarde, hebben gassen de neiging om naar de ruimte te ontsnappen. Toch heeft de maan een dunne en ijle atmosfeerlaag – een exosfeer.

Dit betekent dat die exosfeer continu moet worden aangevuld om te blijven bestaan. Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben nu ontdekt hoe dat werkt, dat schrijven ze in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances.

Lees ook:

• Hoe blijf je fit op de maan? Door rondjes te rennen op een ‘muur des doods’
• Op deze nabije exoplaneet regent het zand

Meteorieten en zonnewinden vullen atmosfeer aan

Er bestaan al twee theorieën. De eerste gaat ervan uit dat micrometeorieten, ongeveer zo groot als een stofdeeltje, continu de maan bombarderen. Die inslagen slingeren maanstof omhoog en laten het verdampen, waardoor de exosfeer steeds wordt aangevuld.

Volgens de tweede theorie spelen zonnewinden de hoofdrol. Geladen deeltjes afkomstig van de zon botsen regelmatig op het maanoppervlak. Deze dragen dan hun energie (deels) over aan de deeltjes van de maanbodem waardoor die omhoogvliegen.

Beide theorieën kloppen?

Om te achterhalen welke theorie klopt, keken de wetenschappers naar data verzameld door NASA’s maanrover LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer). Dit karretje werd in 2013 naar de maan gestuurd om de mysterieuze atmosfeer te onderzoeken.

Na het bestuderen van die data lijken beide theorieën te kloppen. Hoofdonderzoeker Nicole Nie: “We zagen meer atomen in de atmosfeer tijdens meteorietenregens, wat betekent dat inslagen inderdaad effect hebben. Maar we zagen ook veranderingen in de atomen als de maan wordt afgeschermd van de zon, zoals tijdens een maansverduistering, wat betekent dat ook zonnewinden invloed hebben.”

Maanstof onder de loep

Om te achterhalen welk proces de grootste rol speelt, keken de onderzoekers vervolgens naar maanstof dat is verzameld door NASA-astronauten tijdens de Apollo-missies. Daarin zochten ze specifiek naar twee elementen: kalium en rubidium. Beide zijn erg vluchtig, wat betekent dat ze makkelijk verdampen door meteorietinslagen of zonnewinden.

Van kalium en rubidium komen meerdere varianten voor, zogenoemde isotopen, en die hebben allemaal net een ander gewicht. De lichtere isotopen zullen vaker verdampen en omhoog worden geslingerd. De onderzoekers verwachtten daarom dat de bovenste maanlaag (die is blootgesteld aan inslagen en zonnewinden) naar verhouding meer zwaardere isotopen zal bevatten dan de diepere lagen.

Bovendien vervliegt er door meteorietinslagen ongeveer evenveel kalium als rubidium, terwijl er door zonnewinden juist iets meer kalium dan rubidium vervliegt. Zo konden de onderzoekers het aandeel van beide processen achterhalen.  

Micrometeorieten spelen de grootste rol

Met behulp van computermodellen berekenden ze dat ongeveer 65 procent van de atomen in de maanatmosfeer afkomstig moet zijn van micrometeorietinslagen en dat zonnewinden verantwoordelijk zijn voor de rest.

Deze resultaten bieden een uniek kijkje in de evolutie van de maanatmosfeer en de onderzoekstechnieken kunnen volgens de onderzoekers ook worden gebruikt om de atmosfeer van andere ruimteobjecten te bestuderen. Als voorbeeld noemen ze Phobos, een van de manen van Mars. De ESA heeft namelijk al plannen om daar maanstof van te verzamelen.

Bronnen: Science Advances, MIT via EurekAlert!

Beeld: NASA

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!