Teadlased avastasid kaaslase õhukese eksosfääri 1960. ja 1970. aastatel toimunud Apollo kuumissioonide ajal. Sellest ajast saadik on nad ka juurelnud, miks pole see miljardite aastate jooksul kuhugi kadunud ja millised protsessid seda täiendada aitavad. Kaaslase atmosfääri ja tolmu 2013. aastal uurima saadetud USA kosmoseagentuuri tehiskaaslase LADEE kogutud andmed viitasid eeskätt kahele kahtlusalusele: meteooridest tingitud aurustumisele ja ioonpritsimisele.

Kui Päikesesüsteemi nooruspäevil oli see märksa tormilisem koht ning Kuud tabanud meteoriidid ja asteroidid tekitasid hiiglaslikke kraatreid, siis nüüd pommitavad seda peamiselt mikrometeoriidid. Ehkki kokkupõrgetel vallandub suurusjärkude võrra vähem energiat, piisab sellest pinnase aurustamiseks. Nii on kaaslase atmosfäär näiteks meteoriidisadude järel tihedam. Samas kannavad ka päikesetuule moodustavad laetud osakesed piisavalt energiat, et lüüa kuutolmust ja kivimitest välja üksikuid aatomeid.

Mõlema protsessi olulisuse määramiseks võtsid Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi ja Chicago Ülikooli teadlased eesotsas Nicole Nie'ga ette kümmekond Kuult kogutud pinnaseproovi, millest igaühe mass oli ligikaudu 100 milligrammi. Täpsemalt otsis töörühm neist kaaliumi ja rubiidiumi aatomeid. Mõlemad kuuluvad antud kontekstis kergesti lenduvate elementide sekka, mis nii meteoriidipommituse kui ka päikesetuule mõjul kergesti Kuu atmosfääri paiskuvad.

Eelnevate katsete põhjal jääb sõltuvalt protsessist eri aatomite teisendeid atmosfääri erineval määral. Ühelt poolt jäävad kergemad aatomid jäävad võrreldes raskematega sagedamini atmosfääri hõljuma. Teiselt poolt paiskuks võrreldes meteoriidipommitusega päikesetuule mõjul avakosmosesse märksa rohkem isegi raskemaid aatomeid.

Analüüs näitas, et kaaliumi ja rubiidiumi raskemaid teisendeid leidus pinnases töörühma ennustatust rohkem. Tulemuste põhjal koostatud mudeli kohaselt tekkis 70 protsenti Kuu praegusest atmosfäärist meteoriidipommituse mõjul. Ülejäänu saab kanda päikesetuule arvele.

Töörühm loodab, et tulemused aitavad mõista kuude ja väikeplaneetide kujunemislugu laiemalt ning erisusi nende pinnamoes ja pinnase koostises. Päikesesüsteemi vaates oleks teadlaste sõnul huvitav uurida sarnasel viisil järgmiseks näiteks Marsi kuude Phobose ja Deimose pinnast ning eksosfääri.

Uuring ilmus ajakirjas Science Advances.