Seltsame Mondwirbel

Richten Sie Ihr Teleskop auf den Mond, und Sie sehen möglicherweise Merkmale, die als Mondwirbel bekannt sind. Was verursacht sie? Eine Theorie besagt, dass das Magnetfeld den Mondboden vor einer Verdunkelung durch Sonnenstrahlung schützt und ein ungewöhnliches Dunkel- und Lichtmuster erzeugt.

Stellen Sie sich vor: Eine Tasse Kaffee, dampfend und schwarz. Fügen Sie einen Schuss Milch hinzu und rühren Sie vorsichtig um. Wirbel von Sahne wirbeln um die Tasse.

Wenn Sie dieses Bild millionenfach vergrößern, erhalten Sie einen Mondwirbel.

Mondwirbel sind seltsame Markierungen auf dem Mond, die der Sahne in Ihrem Kaffee ähneln – in viel größerem Maßstab. Es scheinen lockige Hinweise auf blassen Mondstaub zu sein, die sich über Dutzende von Kilometern über die Mondoberfläche drehen und wenden. Jeder Wirbel ist absolut flach und durch ein Magnetfeld geschützt.

Was sind Sie? "Wir wissen es nicht", sagt Bob Lin von der UC Berkeley, der die Wirbel seit fast 40 Jahren untersucht. "Diese Dinge sind sehr seltsam."

Einer der Wirbel, Reiner Gamma, kann durch ein Hinterhofteleskop gesehen werden. Es liegt in der Nähe der Westküste von Oceanus Procellarum (dem Ozean der Stürme) und sieht auf den ersten Blick aus wie ein seltsam unorganisierter Krater. Genau das dachten die meisten Astronomen bis 1966, als das Raumschiff Lunar Orbiter II der NASA über den Kopf flog und Reiner Gamma aus nächster Nähe fotografierte. Was auch immer es auf diesem körnigen Schwarzweißfoto war, es war kein Krater.

Es dauerte nicht lange, bis zwei weitere Wirbel auf der anderen Seite des Mondes gefunden wurden. Sie liegen direkt gegenüber den nahe gelegenen Aufprallbecken Mare Imbrium (Regenmeer) und Mare Orientale (Ostsee). Einschläge auf einer Seite des Mondes schienen auf der anderen Seite Wirbel zu verursachen. Niemand konnte erklären wie.

Das Rätsel vertiefte sich 1972, als Lin und Kollegen entdeckten, dass die Wirbel magnetisiert waren. "Es war eine zufällige Entdeckung", erinnert er sich. Wie so oft in der Wissenschaft: "Wir haben versucht, etwas völlig anderes zu lernen."

Ihr Ziel war der magnetische Schwanz der Erde, eine seilige Pasta aus magnetischen Kraftfeldern, die sich von der Erde über eine Million Meilen in den Weltraum erstreckt. Der Sonnenwind, der gegen das Erdmagnetfeld weht, macht den Schwanz, und in den Tagen von Apollo war nicht viel darüber bekannt.

Um den Schwanz zu untersuchen, "bauten wir zwei kleine Satelliten und baten die NASA, sie in die Umlaufbahn um den Mond zu bringen." Der Mond ist ein großartiger Ort, um den Magnetschwanz der Erde zu untersuchen, erklärt er, da der Mond einmal im Monat durch den Schwanz geht, während er die Erde umkreist.

Die NASA sagte ja, und zwei "Untersatelliten" wurden 1971 von den Besatzungen von Apollo 15 und 1972 von Apollo 16 eingesetzt. "Die Astronauten drückten einen Knopf und die Satelliten wurden durch eine Feder in den Weltraum geschoben", sagt Lin. Frei vom Servicemodul (dem Apollo-Mutterschiff) umkreisten sie den Mond und sammelten Daten, die von Bordelektronendetektoren und Magnetometern gesammelt wurden.

"Wir haben viel über den magnetischen Schwanz der Erde gelernt", sagt Lin. Aber sie haben noch mehr über den Mond gelernt:

Als die Sub-Satelliten nur 60 Meilen über dem Mondgelände flogen, passierten sie seltsame magnetische Domänen. Aus der Mondoberfläche sprossen magnetische Kraftfelder, die die Sensoren der Satelliten berührten. „Wir haben erkannt, dass die Mondkruste magnetisiert werden muss“, erinnert er sich. Es war kein globales Magnetfeld wie das der Erde, sondern eine verrückte Steppdecke aus Magnetfeldern.

Die stärksten Felder befanden sich oberhalb der Mondwirbel. „Die Wirbel haben Magnetfelder, die einige hundert Nano-Tesla (nT) in Bodennähe messen“, sagt Lin. (Das Magnetfeld der Erde beträgt zum Vergleich 30.000 nT.) „Wenn Sie mit einem Magnetkompass um einen Wirbel herumgehen würden, würde die Nadel auf verwirrende Weise hin und her schwingen. Du wirst schnell verloren gehen, weil die Magnetfelder so durcheinander sind. "

Lin glaubt, dass diese seltsamen Felder ein wichtiger Hinweis auf den Ursprung von Wirbeln sind, und bietet diese Möglichkeit an:

„Vor fast vier Milliarden Jahren hatte der Mond einen flüssigen Eisenkern und ein globales Magnetfeld. Angenommen, ein Asteroid hat den Mond getroffen. Die Explosion würde eine Wolke aus elektrisch leitendem Gas („Plasma“) erzeugen, die um den Mond herumfegt und das globale Magnetfeld davor drückt. Schließlich würde die Wolke an einem Punkt direkt gegenüber dem Aufprall konvergieren und das Magnetfeld an diesem Punkt konzentrieren. “ Äonen später kühlte sich der Mondkern ab und sein globales Magnetfeld verschwand. Nur die stärksten, verworrenen Flecken blieben übrig – die Wirbel.

Diese Idee liefert eine Erklärung für das leichte, cremige Aussehen von Strudeln. Laut einigen Forschern wird Mondstaub durch lange Sonneneinstrahlung verdunkelt. Vielleicht sind die Wirbel leicht, weil sie weniger belichtet werden: Ihre Magnetfelder lenken den Sonnenwind ab. Wenn ja, sind Mondwirbel nur ein Schatten der Magnetkräfte, die sich über ihnen wölben.

Es klingt alles ordentlich und ordentlich, aber es gibt ein Problem: Während sich zwei der Mondwirbel direkt gegenüber einem Aufprallbecken befinden, ist einer nicht: Reiner Gamma. Der Wirbel des Prototyps passt nicht!

"Es ist ein echtes Rätsel", räumt Lin ein.

Weitere Hinweise sind unterwegs. Die NASA kehrt zum Mond zurück, schließlich mit Menschen, aber zuerst mit Roboterscouts. Vorreiter ist der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), der 2008 auf den Markt kommen soll. Unter anderem wird LRO mit einer hochmodernen Kamera und einem Laser detaillierte 3D-Karten des gesamten Mondes erstellen. Der Blick auf die Wirbel sollte atemberaubend sein.

Ein weiteres NASA-Instrument, der Moon Mineralogy Mapper, macht eine Fahrt zum Mond an Bord des indischen Raumfahrzeugs Chandrayaan-1, das ebenfalls 2008 starten soll. Mit einem Infrarotspektrometer wird „M-cubed“ das Mondgelände überblicken und uns fantastisch erzählen Detail, welche Mineralien im Boden sind. Der gesamte Mond wird vermessen – einschließlich Wirbel.

Woraus bestehen Strudel? Sind sie wirklich flach? Wie unterscheidet sich die Sahne vom Kaffee? Fragen zum Nachdenken über Ihre nächste Tasse Joe….

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