Un nuovo studio suggerisce che l’atmosfera estremamente sottile della Luna sia il risultato di due processi. Ecco quali.
Un nuovo studio condotto dagli scienziati del Massachusetts Institute of Technology e dell’Università di Chicago, pubblicato su Science Advances, suggerisce che l’atmosfera estremamente sottile della Luna sia il risultato di due processi principali: la vaporizzazione da impatto e lo sputtering ionico. Il team di ricerca, guidato da Nicole Nie, Menelaos Sarantos, Nicolas Dauphas, Zhe Zhang e Timo Hopp, ha analizzato campioni di suolo lunare raccolti durante le missioni Apollo della NASA per giungere a questa conclusione.
Metodologia di ricerca
Il gruppo di scienziati ha focalizzato l’attenzione su elementi volatili come potassio e rubidio, che si vaporizzano facilmente sia in seguito agli impatti che attraverso il processo di sputtering ionico. Secondo l’ipotesi del team, se l’atmosfera lunare è composta da atomi vaporizzati, le tracce di questi elementi dovrebbero essere rilevabili al di sopra della superficie.
La storia delle collisioni lunari
Dagli anni ’80, gli astronomi sanno dell’esistenza di un’esosfera sulla Luna, uno strato molto sottile di atomi la cui origine rimaneva poco chiara. Negli ultimi 4,5 miliardi di anni, la superficie lunare è stata ripetutamente colpita da meteoriti di varie dimensioni. Queste collisioni avrebbero contribuito a sollevare il suolo lunare, vaporizzando atomi e sollevando particelle, alimentando costantemente la sottile atmosfera della Luna.
L’importanza della vaporizzazione da impatto
La ricerca ha evidenziato che la vaporizzazione da impatto potrebbe essere il principale processo responsabile della formazione e del mantenimento dell’atmosfera lunare per miliardi di anni. Nel 2013, la NASA ha inviato il Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) per una dettagliata ricognizione dell’atmosfera lunare. I dati raccolti dal LADEE hanno confermato l’importanza della vaporizzazione da impatto e dello sputtering ionico nella formazione dell’esosfera lunare.
Il ruolo dello sputtering ionico
Lo sputtering ionico, dovuto alle particelle energetiche provenienti dal Sole che raggiungono la Luna tramite il vento solare, può trasferire carica agli atomi della superficie, causando il loro sollevamento. “Durante un’eclissi,” spiega Nie, “si verificano cambiamenti atomici nell’atmosfera lunare, suggerendo che la sola vaporizzazione da impatto non sia sufficiente a spiegare l’esistenza dell’esosfera.”
Quantificazione dei processi
Il team di ricerca è riuscito a quantificare il rapporto tra isotopi pesanti e leggeri di potassio e rubidio. Confrontando i due elementi, hanno scoperto che la vaporizzazione da impatto è probabilmente il processo dominante, responsabile di almeno il 70% dell’atmosfera lunare, rispetto al 30% dovuto allo sputtering ionico. “Ora possiamo quantificare il ruolo di entrambi i fenomeni nella formazione dell’atmosfera lunare,” afferma Nie.
Implicazioni future
Justin Hu, un postdoc della Cambridge University non coinvolto nello studio, sottolinea l’importanza di questa scoperta, che potrebbe estendersi anche ad altri corpi celesti. “Questi processi potrebbero verificarsi su altri corpi celesti, rendendo cruciale l’analisi dei campioni cosmici per comprendere meglio la formazione e l’evoluzione del cosmo.”
Questa ricerca rappresenta un passo avanti significativo nella comprensione dell’atmosfera lunare e dei processi che influenzano altri corpi celesti, aprendo nuove strade per future esplorazioni spaziali.
