p Os planetas e luas de nosso sistema solar estão continuamente sendo bombardeados por partículas lançadas para longe do sol. Na Terra, isso quase não tem efeito, além das fascinantes luzes do norte, porque a densa atmosfera e o campo magnético da Terra nos protegem dessas partículas do vento solar. Mas na Lua ou em Mercúrio as coisas são diferentes:Lá, a camada superior de rocha é gradualmente erodida pelo impacto das partículas do sol. p Novos resultados da TU Wien agora mostram que os modelos anteriores desse processo estão incompletos. Os efeitos do bombardeio do vento solar são, em alguns casos, muito mais drásticos do que se pensava anteriormente. Estas descobertas são importantes para a missão BepiColombo da ESA, Primeira missão de Mercúrio da Europa. Os resultados já foram publicados na revista planetologia Icaro .

p Uma exosfera de rocha estilhaçada

p "O vento solar consiste em partículas carregadas - principalmente íons de hidrogênio e hélio, mas átomos mais pesados ​​até o ferro também desempenham um papel, "explica o Prof. Friedrich Aumayr do Instituto de Física Aplicada da TU Wien. Essas partículas atingem as rochas superficiais a uma velocidade de 400 a 800 km por segundo e o impacto pode ejetar vários outros átomos. Essas partículas podem subir muito antes de cair de volta à superfície, criando uma "exosfera" ao redor da Lua ou Mercúrio - uma atmosfera extremamente fina de átomos expelidos das rochas superficiais pelo bombardeio do vento solar.

p Esta exosfera é de grande interesse para a pesquisa espacial porque sua composição permite aos cientistas deduzir a composição química da superfície da rocha - e é muito mais fácil analisar a exosfera do que pousar uma espaçonave na superfície. Em outubro de 2018, A ESA irá enviar a sonda BepiColombo para Mercúrio, que consiste em obter informações sobre as propriedades geológicas e químicas do Mercúrio a partir da composição da exosfera.

p Questões de cobrança

p Contudo, isso requer uma compreensão precisa dos efeitos do vento solar nas superfícies rochosas, e é precisamente aqui que ainda existem lacunas decisivas no conhecimento. Portanto, a TU Wien investigou o efeito do bombardeio de íons na wollastonita, uma típica rocha lunar. "Até agora, presumia-se que a energia cinética das partículas rápidas é a principal responsável pela atomização da superfície da rocha, "diz Paul Szabo, Ph.D. aluno da equipe de Friedrich Aumayr e primeiro autor da atual publicação. "Mas isso é apenas meia verdade:fomos capazes de mostrar que a alta carga elétrica das partículas desempenha um papel decisivo. É por isso que as partículas na superfície podem causar muito mais danos do que se pensava."

p Quando as partículas do vento solar têm carga múltipla, ou seja, quando faltam vários elétrons, eles carregam uma grande quantidade de energia que é liberada em um flash no impacto. "Se isso não for levado em consideração, os efeitos do vento solar em várias rochas são mal avaliados, "diz Paul Szabo. Portanto, não é possível tirar conclusões exatas sobre as rochas superficiais com um modelo incorreto da composição da exosfera.

p Os prótons constituem de longe a maior parte do vento solar, e por isso pensava-se anteriormente que eles tinham a influência mais forte sobre a rocha. Mas ao que parece, o hélio realmente desempenha o papel principal porque, ao contrário de prótons, pode ser carregado duas vezes mais positivamente. E a contribuição de íons mais pesados ​​com uma carga elétrica ainda maior não deve ser negligenciada.

p A cooperação de diferentes grupos de pesquisa foi necessária para essas descobertas:Medições de alta precisão foram realizadas com uma microbalança desenvolvida especificamente no Instituto de Física Aplicada. No Vienna Scientific Cluster VSC-3 simulações de computador complexas com códigos desenvolvidos para pesquisa de fusão nuclear foram realizadas a fim de ser capaz de interpretar os resultados corretamente. O Analytical Instrumentation Center e o Institute for Chemical Technologies and Analytics da TU Vienna também deram contribuições importantes.