Die Planeten und Satelliten unseres Systems werden ständig von Partikeln angegriffen, die von der Sonne freigesetzt werden. Auf der Erde spiegelt sich dies nur in der Bildung der erstaunlichen Nordlichter wider, da alle lebenden Organismen durch eine dichte atmosphärische Schicht und das Magnetfeld des Planeten geschützt sind. Auf dem Mond und dem Merkur ist alles anders: Die obere Schicht des Felsens bricht allmählich zusammen.
Neue Ergebnisse der Technischen Universität Wien zeigen, dass frühere Modelle dieses Prozesses unvollständig waren. Die Auswirkungen des Sonnenwindbeschusses sind in einigen Fällen viel schärfer als bisher angenommen. Diese Ergebnisse sind wichtig für die ESA-Mission BepiColombo - Europas erste Quecksilberforschung.
Exosphäre des zerstörten Felsens
Der Sonnenwind wird durch geladene Teilchen dargestellt. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um Wasserstoff- und Heliumionen, aber auch schwerere Atome wie Eisen spielen eine wichtige Rolle. Diese Teilchen fallen mit einer Beschleunigung von 400-800 km / s in die Oberflächengesteine und der Aufprall kann die Atome drücken. So bildet sich um den Mond oder Quecksilber eine dünne Atmosphäre von Atomen, die durch den Angriff des Sonnenwinds aus Oberflächengesteinen gesprüht werden.
Die Forscher interessieren sich für die Untersuchung dieser Exosphäre, da sich aus ihrer Zusammensetzung die chemischen Bestandteile der Gesteinsoberfläche ableiten lassen. Dies ist viel einfacher als ein Raumschiff auf die Oberfläche fallen zu lassen. Im Oktober 2018 plant die ESA, eine BepiColombo-Sonde an Mercury zu senden. Er muss aus der Zusammensetzung der Exosphäre Informationen über die geologischen und chemischen Eigenschaften des Planeten gewinnen.
Paul Szabo im Labor der Technischen Universität Wien
Das Ausmaß des Einflusses
Um zu studieren, ist es wichtig, genau zu verstehen, wie der Sonnenwind Gesteine beeinflusst. Daher analysierten die Wissenschaftler die Auswirkungen des Ionenbeschusses auf Wollastonit (Mondstein). Bisher wurde angenommen, dass die kinetische Energie schneller Teilchen in erster Linie für das Zerstäuben der Oberfläche von Gesteinen verantwortlich ist. Dies ist jedoch nur ein Teil der Wahrheit.
Es konnte gezeigt werden, dass die hohe kinetische Ladung die Hauptrolle spielt. Deshalb können die Partikel viel mehr Schaden anrichten als bisher angenommen. Bei mehreren Ladungen tragen die Partikel eine große Menge Energie, die beim Aufprall sofort freigesetzt wird.
Herbert Bieber, Paul Szabo, Friedrich Aumair, Reinhard Stadmayr, Daniel Mayer (vlnr)
Protonen machen den größten Teil des Sonnenwinds aus, weshalb angenommen wurde, dass sie den stärksten Einfluss auf Gesteine haben. Die Hauptrolle spielt jedoch Helium, da es doppelt geladen werden kann. Für die Studie wurden hochpräzise Messungen verwendet und komplexe Computersimulationen im Vienna Scientific Cluster VSC-3 durchgeführt.
