Te grote helderheid van volle maan verklaard

Iedereen weet dat de volle maan veel meer licht geeft dan wanneer de maan half verlicht is (eerste kwartier) en dat zo'n halve maan weer veel meer licht geeft dan een maansikkel. Minder bekend is echter dat onze nachtelijke wachter tijdens volle maan veel helderder is dan men op grond van het totale verlichte oppervlak zou afleiden. Het maanoppervlak weerkaatst bij loodrechte zonnestand tot 25 procent méér licht dan bij de stand die de zon een dag eerder of later heeft. Dit oppositie-effect is in de astronomie al meer dan een eeuw bekend.

De verklaring voor dit verschijnsel is lange tijd gezocht in de schaduwwerking aan het oppervlak. Als het zonlicht onder een hoek op het maanoppervlak valt (en de maan voor ons dus niet "vol' is), werpen rotsblokken, stenen en nog kleinere details een schaduw. Deze schaduwen verdwijnen als het zonlicht precies loodrecht invalt: dan zien we alleen nog het helder verlichte oppervlak. Deze plausibele verklaring raakte echter in moeilijkheden toen een soortgelijk effect werd waargenomen bij de manen van planeten ver weg in het zonnestelsel. Het oppervlak van die satellieten is waarschijnlijk bedekt met ijs en dus zó glad dat het geen schaduwwerking geeft.

Astronomen van de universiteit van Pittsburgh en van het Jet Propulsion Laboratory hebben nu een andere verklaring gevonden. Met behulp van laserlicht bestudeerden zij de optische eigenschappen van bodemmonsters die tijdens de maanvluchten naar de aarde waren gebracht. Alle monsters blijken het oppositie-effect te vertonen wanneer ze worden belicht onder een hoek die minder dan 5 graden afwijkt van de vertikaal. De monsters blijken echter ook het licht te polariseren op een manier die precies tegengesteld is aan wat men verwacht bij eenvoudige reflectie (Sky and Telescope, april 1993).

De astronomen denken nu dat de polarisatie en het oppositie-effect het gevolg zijn van zogeheten coherente achterwaartse verstrooiing. Invallend zonlicht wordt eerst twee of meer keer tussen gesteentekorrels op de maan weerkaatst en daarbij door interferentie versterkt, alvorens de ruimte in te worden gezonden. Het netto resultaat is dat het licht versterkt wordt teruggekaatst in de richting van waaruit het kwam. De schaduwwerking zou slechts een geringe bijdrage aan het oppositie-effect leveren. Het aardige van deze theorie is dat er ook het oppositie-effect en de radar-eigenschappen van de ijsmanen in het zonnestelsel mee kunnen worden verklaard.