De sonische knal die door een vliegtuig wordt veroorzaakt, komt van de grote, versnellend lichaam dat tegen moleculen in de lucht botst. Maar als je het vliegtuig verkleint tot de grootte van een molecuul, zou het nog steeds een schokgolf genereren?

Wetenschappers zoals de natuurkundige Jasper Halekas van de University of Iowa hopen die vraag te beantwoorden door miniatuurschokgolven op de maan te bestuderen. Deze sonische boomlets, natuurkundigen geloven, worden gegenereerd door protonen in de zonnewind - die zich met supersonische snelheid voortbewegen - die botsen met holtes van magnetische velden die uit de maankorst opborrelen.

Halekas zal nieuwe bevindingen bespreken over de fysica die ten grondslag ligt aan de mini-schokgolven van de maan tijdens de herfstbijeenkomst van de American Geophysical Union in San Francisco. Halekas' toespraak, "Kinetische interacties tussen de zonnewind en de magnetische velden van de maan, " staat gepland voor 14 december om 16.00 uur Pacific Standard Time.

"We begrijpen eigenlijk niet hoe een magnetisch veld dat zo klein is iets zou genereren dat we zouden opmerken, " zegt Halekas, universitair hoofddocent natuurkunde en sterrenkunde aan de UI. "De algemene consensus was dat de zonnewind er helemaal naast zou gaan."

De bevindingen zijn afkomstig van NASA's ARTEMIS-missie, waar twee sondes die rond de dichtstbijzijnde hemelse buur van de aarde cirkelen, high-fidelity-metingen van de schokgolven hebben verzameld. Halekas is de plaatsvervangend hoofdonderzoeker van de missie.

De magnetische velden van de maan werden voor het eerst gemeten door astronauten, te beginnen met de Apollo 12-missie in 1969. Hun draagbare magnetometers registreerden magnetische intensiteiten die per locatie varieerden; nog, het hoogste geregistreerde resultaat was slechts 1 procent van de magnetische veldsterkte op aarde.

Ondanks de zwakte en kleine omvang van de velden, ruimtevaartuigen hebben sindsdien de botsingen tussen zonnewind en magnetisch veld gedocumenteerd, genaamd "ledemaatschokken, " op de grens tussen de lichte kant van de maan - de kant die naar de zon is gericht - en de donkere kant. Die botsingen produceren een soort gereflecteerde pluim die van de maan straalt, vergelijkbaar met rimpelingen op een vijver. ARTEMIS heeft 40 waarnemingen gedaan van de schokgolven, zegt Halekas.

Wetenschappers willen beter begrijpen hoe deze mini-schokgolven ontstaan, zoals ze elders in het zonnestelsel kunnen voorkomen. Bijvoorbeeld, gelokaliseerde schokgolven kunnen optreden als de zonnewind door asteroïden waait, zegt Halekas. Het zou belangrijk zijn om te weten hoe het allemaal werkt voordat je astronauten probeert te landen op een zoemend rotsblok, zoals NASA heeft gezegd dat het wil doen. De maan is een goede plek om het fenomeen te bestuderen.

"Ze vertegenwoordigen misschien wel de kleinste schokgolven in ons zonnestelsel, "Halekas zegt, "en misschien zelfs de kleinste schokgolven die kunnen worden gevormd."

In een verwant gesprek, UI-afgestudeerde student Stephanie Howard zal de rimpelingen bespreken die uitstralen van waar de zonnewind in botsing komt met de magnetische velden van de maan.

Het is de eerste presentatie op een grote wetenschappelijke bijeenkomst voor Howard, die in het derde jaar van haar doctoraatsstudie zit.

"Het was een grote verrassing voor mij toen ik erachter kwam dat ik een lezing zou geven in plaats van alleen een poster te presenteren, "zegt ze. "Maar ik denk dat het een geweldige kans is om mijn eigen onderzoek te ontmoeten en te presenteren aan anderen die in hetzelfde vakgebied werken."