Sonnenstürme können "abstrahlen entfernt Mondoberfläche"

Heftige Sonnenstürme können eine überraschend große Menge an Material von der Oberfläche des Mondes, nach einer neuen NASA-Studie sprengen.

Die Forscher verwendeten Computersimulationen um zu untersuchen, wie Sonnenstürme und Eruptionen der solaren Plasma, koronale Massenauswürfe (CMEs), genannt die Mondoberfläche erheblich untergraben können. Diese turbulente Sonnenstürme auch atmosphärische Verlust auf Planeten wie Mars führen könnte, die durch ein globales Magnetfeld geschützt sind, sagte der Wissenschaftler.

Dies ist das erste Mal, die Forscher versucht haben, die Auswirkungen der Sonnenstürme und CMEs auf dem Mond vorherzusagen.

Das Team von Forschern basiert auf der NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, und die Wissenschaftler sind Teil der dynamischen Reaktion der Mannschaft in die NASA Lunar Science Institute der Umwelt in the Moon (DREAM).

"Wir fanden, dass wenn diese massive Wolke von Plasma den Mond schlägt, es verhält sich wie ein Sandstrahler und leicht flüchtige Material von der Oberfläche entfernt," sagte William Farrell, DREAM Team Lead bei Goddard, in einer Erklärung. "Das Modell sagt voraus, 100 bis 200 Tonnen lunar Material – das Äquivalent von 10 LKW-Ladungen – könnte der Mondoberfläche während der typischen zwei-Tages-Passage der eine CME abgestreift." [Die Sonne Zorn: schlechteste Sonnenstürme in der Geschichte]

Stürme auf der Sonne

Sonneneruptionen können entfesseln CMEs, die massiven Wolken des heißen Plasmas und geladene Teilchen sind, dass Schlag von der Oberfläche der Sonne und der Stream in den Raum nach außen. Eine starke CME rund 1 Milliarde Tonnen Plasma enthalten kann, die durch den Raum in eine Blasenbildung Tempo von bis zu 1 Million Meilen pro Stunde in einer Wolke oft die Größe der Erde reißen, sagten die Forscher.

Da der Mond fast keine Atmosphäre hat, ist Erdtrabanten anfällig für die Auswirkungen von Weltraumwetter. Infolgedessen kann Plasma von CMEs durchdringen sogenannte Exosphäre des Mondes und Absturz an die Oberfläche treten Partikel vom Mond in einem Prozess namens "Sputtern".

"Sputtern zählt zu den Top fünf Prozesse, die den Mond Exosphäre unter Normalbedingungen solar erstellen, aber unser Modell sagt voraus, dass bei einer CME die dominierende Methode bei weitem, mit bis zu 50 Mal den Ertrag der anderen Methoden, wird", sagte Rosemary Killen, Teamleiter der Forschung und der federführende Autor einer neuen Studie, die in einer kommenden Ausgabe der Journal der geophysikalischen Forschung Planeten veröffentlicht werden wird.

CMEs sind in der Lage Explosion entfernt lunar Material, denn das Material Dichter ist und schneller als normale Sonnenwind, die in der Regel durch leichte dominiert wird elektrisch geladenen Teilchen von Wasserstoff Ionen genannt. Im Plasma von CMEs angereichert wird stark aufgeladen, schwere Ionen, die zehnmal mehr Atome aus der Oberfläche des Mondes als ein Wasserstoff-Ion sputter, sagten die Forscher.

Die Studie der Sputtern

Um ihre Modelle zu erstellen, nutzten die Wissenschaftler Daten aus Satellitenmessungen der chemischen Anreicherung in der Sonne-Ausgabe. [Video: größte Sonneneruption 2011]

Sie fanden, dass Heliumionen rund vier Prozent des normalen Sonnenwind bilden, aber während einer CME kann diese Konzentration auf über 20 Prozent erhöhen. Wenn diese Bereicherung mit der erhöhten Dichte und Geschwindigkeit eine CME kombiniert wird, können die Plasma-Ionen sputter-50 Mal mehr Material als die leichte Wasserstoff-Ionen in die normale Sonnenwind.

"Die Computermodelle isolieren die Beiträge von Sputtern und andere Prozesse," Studie Co-Autor Dana Hurley, der Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, sagte in einer Erklärung. "Vergleich Modellvorhersagen durch eine Reihe von Sonnenwind Bedingungen lässt sich vorhersagen, dass die Bedingungen beim Sputtern gegenüber den anderen Verfahren dominieren sollte. Diese Vorhersagen können später mit Daten in einem Sonnensturm verglichen werden."

Die Mission der NASA Lunar Atmosphäre und Staub Umwelt Explorer (LADEE), was geplant ist, im Jahr 2013 starten soll diese Modelle zu testen, sagte der Forscher. Von seiner geplanten Bahnhöhe sollte LADEE lunare Orbiter Atome aufgewirbelt 12,4 bis 31 Meilen (20 bis 50 Kilometer) von der Oberfläche des Mondes durch diesen stotternden Effekt erkennen können.

"Dieser riesige CME-Sputter-Effekt LADEE fast wie eine Oberfläche Mineralogie-Explorer wird nicht, weil LADEE oberflächlich ist, sondern weil während der Sonnenstürme Oberflächenatome bis LADEE gestrahlt werden," sagte Farrell.

Der Zorn der Sonne

Wissenschaftler haben bereits die Auswirkungen der Sonnenstürme auf das Erdmagnetfeld untersucht, und es ist seit langem bekannt, dass Solar Flares und CMEs up intensive Aurora zeigt auf unserem Planeten Ramp können.

Aber für Planeten wie Mars, die nicht über ein globales Magnetfeld, solare Plasma könnte sputter und erodieren oberen Atmosphäre des Planeten, sagte der Forscher.

NASA plant, die Mars-Atmosphäre und Volatile Evolution (MAVEN) Mission Ende 2013 starten. Die Raumsonde Mars zu studieren wie Sonnenaktivität, einschließlich CMEs umkreisen soll, entfernt die Atmosphäre des roten Planeten.

Aus ihren Modellen prognostizieren die Forscher auch, dass kleine Körper ausgesetzt, wie z. B. Asteroiden sind auch anfällig für Sputtern in einem Prozess ähnlich wie auf dem Mond.

Neben der bevorstehenden Papiere in der Journal der geophysikalischen Forschung Planeten fallen die Forscher auch präsentierten ihre Ergebnisse am Montag (Dez. (5) auf der 2011 treffen der American Geophysical Union in San Francisco.

Dieser Geschichte wurde zur Verfügung gestellt von SPACE.com, eine Schwester Website zu LiveScience. Folgen Sie SPACE.com für die neuesten Weltraumwissenschaft und Exploration News auf Twitter @Spacedotcom und auf Facebook .