Tre mysterier kring månen

Några av de forskare som har intresserat sig för månen finns på Naturhistoriska riksmuseet i Stockholm. En av dem är Martin Whitehouse, som bland annat har analyserat material som hämtats från månen av astronauterna i Apolloprogrammet.

– Det kan verka överraskande, men vi vet inte när månen blev till. De tidigaste uppskattningarna är att det skedde för 4,52 miljarder år sedan, men några tror att den kan vara så ung som 4,4 miljarder år, säger han.

Den rådande modellen är att månen blev till av materialet som kastades ut i en kollision mellan den unga jorden och en himlakropp ungefär så stor som Mars. Eftersom jordens yta hela tiden nybildas finns det inga spår från den händelsen att hitta här, och uppskattningarna av när det skedde skiljer sig alltså med över 100 miljoner år.

De analyser Martin Whitehouse själv har varit med om att göra pekar mot att månen blev till i den tidigare delen av intervallet och inte är yngre än 4,45 miljarder år.

En annan fråga Martin Whitehouse och hans kollegor arbetar med är månens inre struktur, och hur sammansättningen skiljer sig i olika delar. Framtida månfärder kan ge viktiga nycklar.

– Två områden vi väldigt gärna skulle vilja få prover från är månens baksida och området kring sydpolen, säger han.

Månens baksida är annorlunda än sidan som vetter mot oss, och saknar de stora basaltslätter som kallas ”hav”. Området kring sydpolen är viktigt dels för att förstå de stora nedslag som påverkat månens yta och ger nycklar till hela solsystemets utveckling, dels för att det finns tecken på att där finns vatten.

Det var inte länge sedan det började stå klart att det faktiskt finns vatten på månens yta, särskilt i kratrar vid polerna dit solen aldrig når. Vatten är så flyktigt att om isen värms av solen försvinner vattenångan snabbt ut i rymden. Den slutliga bekräftelsen kom först 2018, genom en analys av data från ett amerikanskt instrument ombord på den indiska kretsaren Chandrayaan-1. Månens poler blev då genast föremål för stort intresse. Flera av de nya mån­farkosterna siktar nu in sig på områden nära polerna.

Även på solbelysta delar av månen visar det sig att det finns lite vatten. Det vattnet kanske är inkapslat i glasartade mineral­klumpar som bildats vid meteoritnedslag.

Det finns flera olika hypoteser om varifrån vattnet på månen kommer. En del kanske har funnits där från början. Annat kan komma utifrån. En del vatten kan finnas i meteoriter som slår ner på månen. Annat kan bildas när vätejoner i solvinden reagerar med syre i månens ytmaterial.

Jorden skulle också kunna vara en källa till månens vatten, enligt en ny studie av forskare från Tjeckien och USA. Molekyler av olika slag smiter hela tiden från vår atmosfär, och på grund av formen på jordens magnetfält blir det fler av dem i en svans på jordens skuggsida. När månen passerar genom den här svansen kan vatten fångas upp och bli kvar i porösa material på skyddade delar av ytan.

Att undersöka vattnet på månen och förstå dess ursprung kan alltså ge viktig information om månens utveckling, och om solsystemet i stort.

Om vattenfyndigheterna lever upp till förväntningarna kan de också bli en viktig resurs för astronauterna på en framtida månbas.

Dessutom kan vatten bli raketbränsle. Om det går att samla in tillräckliga mängder kan molekylerna dras isär till syre och väte med hjälp av elektrolys. I rymden behöver raketerna ha med sig allt syre som behövs för kemisk förbränning, oavsett vilket bränsle som används. Just väte brinner oerhört effektivt, så om den besvärliga förvaringen av flytande väte går att hantera är det allra bästa raketbränslet att kombinera syre och väte tillbaka till vatten igen. Innan något sådant kan genomföras på månen behövs en hel del teknisk utveckling.

På vissa ställen på månens yta finns det magnetiska anomalier, områden som är lokalt magnetiserade. Forskare undrar hur de har uppstått. Tidigare var en hypotes att månen hade ett eget magnetfält innan dess inre stelnade. Nu finns det fler som tror att de uppstår i meteoritnedslag.

De magnetiska anomalierna har också intressanta effekter. Ett fenomen som observeras vid ett antal magnetiska anomalier är ljusa mönster på ytan som kallas för mån­virvlar. Ibland ser de bara ut som suddiga fläckar, men ibland påminner de om rökvirvlar. Materialet har samma ljusa färg som nybildat måndamm.

Anomalierna reflekterar också en mycket större andel av partiklarna i den infallande solvinden än vad resten av månytan gör. Det kan ha konsekvenser för rymdmiljön omkring månen, och för till exempel var det kan bildas vattenmolekyler och hur mycket. Det här har bland annat studerats med det svenska instrumentet SARA som fanns ombord på den indiska satelliten Chandrayaan-1 och gav data 2008–2009.