An einigen Stellen auf der Mondoberfläche stechen helle Flecken und diffuse Bänder auf der sonst dunklen Mondoberfläche hervor. Seit Jahrzehnten rätseln Astronomen über den Ursprung dieser teils mehr als 100 Kilometer großen Helligkeitsanomalien, die offenbar unabhängig von der dortigen Topografie auftreten. Als wahrscheinliche Ursache gelten lokale Magnetfelder, die diese Bereiche vor Sonnenwind und somit vor Verwitterung schützen. Ruth Bamford vom Rutherford Appleton Laboratory im englischen Chilton und ihre Kollegen stützen diese These nun mit Beobachtungsdaten, Computersimulationen und Laborexperimenten.

Bisher war vor allem fraglich, ob die Stärke der lokalen Magnetschilde ausreicht, um die massereicheren Partikel im Sonnenwind – wie etwa Protonen – abzuschirmen. Möglich wäre dies durch einen sekundären Effekt, berichten die Forscher: Schwere positiv geladene Ionen treten in die Minimagnetosphären ein, während die leichteren Elektronen davon abgelenkt werden. Diese Ladungstrennung erzeugt ein elektrisches Feld, das einen Großteil der einprasselnden positiven Ionen abwehrt. Da einige Teilchen auch weiterhin in die Minimagnetosphäre eindringen, bleibt das Feld langfristig bestehen. In Millionen von Jahren sorgt dieser Schutzschild dann für die hellen Strukturen auf der Mondoberfläche.

Die Wissenschaftler um Bamford prüften nun in ihrem Labor, ob sich ein solcher Schutzschirm tatsächlich formen und energiereiche Ionen ablenken kann. Dazu erzeugten sie mit Hilfe eines zylindrischen Magneten eine kleine Version einer lunaren magnetischen Anomalie. Diese platzierten sie in den Strahlgang eines Plasmawindkanals, in dem ein rund ein Zentimeter breiter Protonen- und Elektronenstrahl den Sonnenwind simulierte. Tatsächlich konnte das Team beobachten, wie sich ein elektrisches Feld um den Magneten aufbaut und die geladenen Teilchen wirkungsvoll abschirmt.

In einer dünnen, kuppelförmigen Schicht um den Magneten zeigte sich das elektrische Feld dabei am stärksten. Die im Experiment gemessene Schalendicke stimme sehr gut mit seinen theoretischen Modellen überein, so das Team. Der gleiche Mechanismus sollte auch in deutlich größeren Dimensionen funktionieren – wie etwa auf dem Mond. Das belegen auch Satellitendaten vom Erdtrabanten, die sich ebenfalls mit den Vorhersagen der Theorie decken. Die Ergebnisse könnten aber auch dazu beitragen, künstliche Schutzschilde für Satelliten und Astronauten zu entwickeln, um sie während langer Weltraumreisen vor Sonnenstürmen zu schützen.

Mittlerweile haben Astronomen bereits mehr als ein Dutzend der ungewöhnlich hellen Muster auf dem Mond entdeckt. Jeder dieser so genannten "Swirls" stimmt mit der Lage einer magnetischen Anomalie überein – einer Blase aus magnetischen Feldlinien, die sich wie ein Schneebesen aus der Mondoberfläche herauswölbt und deren Zustandekommen ebenfalls noch unklar ist. Während Mondstaub und -gestein in der Umgebung allmählich durch Sonnenwind verwittern und dunkler erscheinen, wirken die abgeschirmten Regionen wegen ihrer hellen Farbe unerwartet jung.