Das Institut für Weltraumforschung (IWF) untersucht in einer Studie die Energie- und Richtungsverteilung von desorbierten H, He, Na und O Atomen als Funktion der Flugbahnhöhe in Merkurs Exosphäre. Man vermutet, dass dies die effektivsten Prozesse für die Entstehung dieser Exosphäre sind. Es gibt wesentliche Unterschiede in der Energie und der Dichte der Teilchen über der Oberfläche ja nach dem welchen Ursprung diese Teilchen haben.
Die Teilchen in unserer Studie verlassen die planetare Oberfläche unter Verwendung eines Monte-Carlo-Modells, das eine Maxwell-Verteilung simuliert, die der Geschwindigkeits-Verteilung für Photonen-stimulierte Desorption (H, He, O, und Na) sowie für Teilchen-induziertes Oberflächen-Sputtering von O und Na Atomen entspricht. Dabei nimmt man an, dass Atome - nach der Kollision mit der Planetenoberfläche - mittels Photonen-stimulierter Desorption wieder in die Merkur Exosphäre eintreten. Die Geschwindigkeits-Verteilung enstpricht in diesem Fall einer Maxwell Verteilung für eine Temperatur von 540 Grad Kelvin auf der Tagseite. Wegen dieser hohen Oberflächen-Temperatur ist die Bedeutung thermischer Desorption als Quelle exosphärischen Natriums vermutlich recht hoch.
Eine wichtige Quelle von H und He Atomen scheinen die Sonnenwind Ionen zu sein, die auf die Tagseite auftreffen, zu Neutral-Atomen umgewandelt werden und wieder in die Exosphäre abgegeben werden. Die in dieser  Studie numerisch simulierte Geschwindigkeits-Verteilung stimmt gut überein mit enstprechenden experimentellen Labor-Ergebnissen. Teilchen mit höheren Energien stammen von Sputtering Prozessen mit der Oberfläche und/oder der Verdampfung von Mikrometeoriten. Unser Modell wurde gemeinsam mit Kollegen der Universität Bern, Schweiz, entwickelt. Diese Studie zeigt, dass der BepiColombo Orbiter der ESA neutrale H, He, O und Na Atome innerhalb seines Periherms (400 km) und Apoherms (1500 km) messen kann. Schwere Teilchen wie O und Na erreichen diese Höhe nur dann, wenn sie durch hochenergetische Prozesse wie Teilchensputtering oder Mikrometeoriten-Verdampfung abgelöst wurden. Zukünftige Arbeiten werden den Effekt des Strahlungsdrucks auf die Flugbahnen der Teilchen sowie die Identifikation jener Bereiche betreffen, wo Sonnenwind-Teilchen die Oberfläche des Merkur erreichen können.
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