Månen har været udsat for solvind i milliarder af år, men ny forskning peger på, at dens to sider ikke er blevet bombarderet af disse partikler på samme måde. Partikler, der ankommer til de synlige og skjulte halvkugler, har forskellige hastigheder og energiniveauer, som afsløret den 21. juli 2026.
Chang’e-6-sondeprøver beskriver månens interaktion med solvinden
En dybdegående analyse af materialer indsamlet af Kinas Chang’e-6-mission tyder på, at Jordens magnetosfære spiller en afgørende rolle i denne sondring. Detaljerede resultater om fænomenet blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Geoscience. De nye beviser kaster lys over, hvordan vores planets magnetiske afskærmning påvirker nærliggende himmellegemer.
Lunar regolith gemmer information om Solens partikler
Solvinden består af en kontinuerlig strøm af højhastighedsladede partikler, der stammer fra Solen. Fordi månens overflade ikke har en tæt atmosfære eller et globalt magnetfelt, når disse partikler direkte til jorden.
Med tiden akkumulerede månens regolith en rekord af denne eksponering. Det fungerer som et naturligt depot for flygtige materialer bragt af solvinden, herunder ædelgasser som helium, neon, argon, krypton og xenon. Fordi disse elementer sjældent interagerer kemisk, tjener de som pålidelige indikatorer for, hvordan solpartikler blev absorberet af jorden.
Indtil for nylig kunne forskere kun undersøge prøver fra den synlige side af Månen. Fraværet af materiale fra den fjerne side forhindrede direkte verifikation af systematiske variationer i udbredelsen af solvinden mellem de to halvkugler.
Dette scenarie ændrede sig med tilbageleveringen af 1.935 gram regolit fra Aitken-bassinet, på Sydpolen på den anden side af Månen, af den kinesiske Chang’e-6-mission. Disse hidtil usete prøver gav den første reelle mulighed for at sammenligne, hvordan solvindpartikler blev inkorporeret i jorden på begge månens sider.
Signifikant isotopisk variation fundet i nye Chang’e-6 prøver
Et team af forskere, ledet af Institute of Geology and Geophysics (IGG) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), undersøgte koncentrationerne og isotopsammensætningen af adskillige ædelgasser i det materiale, som Chang’e-6 bragte tilbage. Undersøgelsen blev ledet af Xuhang Zhang, postdoc-forsker ved IGG, under vejledning af professor HE Huaiyu, med deltagelse af University of Science and Technology i Kina og medlemmer af Chang’e-7 volatile payload-teamet.
En af de mest slående forskelle blev observeret i neonisotoper. Chang’e-6 regolitten havde et gennemsnitligt 20Ne/22Ne-forhold på 11,34 ± 0,22. Denne værdi er betydeligt lavere end dem, der er målt på alle tidligere undersøgte prøver på synlig side.
Værdien falder dog tæt sammen med den teoretiske sammensætning, der forventes for kraftig fraktionering af solvinden. Dette mønster indikerer, at den anden side af Månen har gennemgået mere intens isotopfraktionering, hvilket har resulteret i en større relativ overflod af den tungere neonisotop.
Dybeste solvindindtrængning observeret på siden væk fra Jorden
Krypton og xenon gav yderligere bevis for, at de to halvkugler blev udsat for partikler med forskellige energiniveauer. I gradvise opvarmningseksperimenter blev xenon fra solvinden frigivet fra Chang’e-6-materialet hovedsageligt ved høje temperaturer, hvilket dannede en enkelt højtemperaturtop.
I modsætning hertil udviste Chang’e-5-prøverne, indsamlet på den side af Månen, der er tættest på Jorden, et andet mønster med betydelig xenonfrigivelse ved både lave og høje temperaturer. Uoverensstemmelsen tyder på, at solvindpartikler har infiltreret meget større dybder i regolitten på den anden side af Månen. Dybere udbredelse kræver generelt partikler med højere energi, hvilket indikerer, at den anden side af Månen er blevet ramt af en hurtigere og mere energisk solvind.
Solvindens deceleration af Jordens magnetosfære
Forskerne tilskriver denne forskel til den “hastighedsregulering”-effekt, som Jordens magnetosfære udøver. Når Månen kredser om vores planet, passerer den lejlighedsvis gennem magnetosfæren, et overgangsområde, der omgiver Jordens magnetfelt. Inden for denne zone falder solvindens hastighed drastisk, fra omkring 400 km/s til omkring 200 km/s.
Denne afmatning påvirker overvejende den synlige side af Månen, som vender mod Jorden. Partikler med lavere energi kan ikke trænge så dybt ind i overfladen, hvilket resulterer i, at de implanteres tættere på regolittens overfladelag.
På den anden side bliver den skjulte side, som altid vender væk fra Jorden, ikke påvirket på samme måde. Det forbliver udsat for solvinden uden forstyrrelser fra magnetosfæren, hvilket tillader hurtigere partikler at trænge mere intenst ind i månejorden.
Det anslås, at omkring 25 % af den samlede solvindeksponering registreret på Chang’e-5-landingsstedet involverede denne strøm af langsommere partikler. Til sammenligning viste Chang’e-6-landingsstedet, der ligger på den modsatte halvkugle, ingen tegn på at have fået den samme beskyttende effekt.
Månejord kunne være en registrering af Jordens magnetiske fortid
Prøver indsamlet på den anden side af Månen giver det første direkte fysiske bevis på, at Jordens magnetosfære regulerer hastigheden af solvindpartikler, der når forskellige måneområder. Denne påvirkning registreres permanent både i den dybde, hvortil partikler trænger ind i regolitten, og i de isotopiske signaturer af de fangede ædelgasser. Denne information er afgørende for at forstå Jordens geomagnetiske historie.
Forskere foreslår også, at tunge ædelgasser fundet i månens jord kan tjene som “fossile optegnelser” af tidligere interaktioner mellem solvinden og Jordens magnetosfære. Når de studeres sammen med palæomagnetiske beviser, kunne disse gasser tilbyde en innovativ metode til at spore, hvordan Jordens magnetosfære udviklede sig over store perioder. Resultaterne indikerer, at forholdet mellem Solen, Jorden og Månen er mere komplekst end tidligere antaget, og at Månen bevarer skjulte beviser for disse ældgamle interaktioner, hvilket åbner nye grænser for at undersøge vores planets magnetiske miljø.
