Scoperta l’origine della sottile atmosfera lunare

Roma – La delicatissima atmosfera che circonda la Luna sembrerebbe essere il risultato di due processi distinti: la vaporizzazione da impatto, un fenomeno legato alle numerose collisioni che hanno interessato il corpo celeste, e lo sputtering ionico, che dipende dall’attività del Sole. Questa l’ipotesi descritta sulla rivista Science Advances, condotto dagli scienziati del Massachusetts Institute of Technology e dell’Università di Chicago. Il team, guidato da Nicole Nie, Menelaos Sarantos, Nicolas Dauphas, Zhe Zhang e Timo Hopp ha analizzato campioni di suolo lunare raccolti dagli astronauti durante le missioni Apollo della NASA. Per ogni reperto, il gruppo di ricerca ha cercato di isolare potassio e rubidio, elementi volatili facilmente vaporizzati in caso di impatto e sputtering ionico. Se, infatti, l’atmosfera della Luna è composta da atomi vaporizzati, hanno ipotizzato gli scienziati, le tracce di questi elementi dovrebbero essere rilevabili al di sopra della superficie. Sin dagli anni ’80, gli astronomi sono a conoscenza di una esosfera presente sulla superficie della Luna, uno strato molto sottile di atomi la cui origine non è del tutto chiara. Negli ultimi 4,5 miliardi di anni, la superficie del satellite naturale è stata ripetutamente colpita da meteoriti di varie dimensioni. Queste collisioni, secondo gli esperti, avrebbero contribuito a sollevare il suolo lunare, vaporizzando alcuni atomi e sollevando particelle nell’aria, che potrebbero pertanto aver contribuito alla formazione della sottile atmosfera, costantemente alimentata dai nuovi impatti. La vaporizzazione da impatto potrebbe rappresentare pertanto il processo principale grazie al quale la Luna ha generato e mantenuto la sua atmosfera per miliardi di anni. Nel 2013, la NASA ha inviato un orbiter attorno al nostro satellite naturale per effettuare una dettagliata ricognizione atmosferica. Il Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE), progettato per determinare le origini dell’esosfera lunare, ha raccolto numerosi dati che sono stati ora analizzati dal gruppo di ricerca. Le informazioni ottenute dalla missione hanno evidenziato l’importanza della vaporizzazione da impatto e dello “sputtering ionico”, un altro fenomeno che potrebbe giocare un ruolo centrale nella struttura dell’atmosfera lunare. Secondo gli esperti, le particelle energetiche provenienti dal Sole che raggiungono la Luna per effetto del vento solare, possono trasferire la loro carica agli atomi della superficie, che potrebbero quindi sollevarsi dal suolo. “In caso di eclissi – riporta Nie – si verificano dei cambiamenti a livello atomico nell’atmosfera della Luna, per cui la sola vaporizzazione da impatto non è sufficiente a spiegare l’esistenza dell’esosfera”. Nell’ambito dell’indagine, il gruppo di ricerca è stato in grado di quantificare il rapporto tra isotopi pesanti e leggeri sia di potassio che di rubidio e, confrontando entrambi gli elementi, hanno scoperto che la vaporizzazione da impatto era molto probabilmente il processo dominante tramite il quale gli atomi vengono vaporizzati e sollevati per formare l’atmosfera della Luna. “Ora possiamo quantificare il ruolo di entrambi i fenomeni coinvolti nella formazione dell’atmosfera lunare – sottolinea Nie – e abbiamo stabilito che il contributo relativo della vaporizzazione da impatto rispetto allo sputtering ionico è di circa 70:30 o più. In altre parole, almeno il 70 per cento dell’atmosfera lunare deriva dall’impatto con meteoriti”. “Questa scoperta – conclude Justin Hu, un postdoc che analizza i suoli lunari alla Cambridge University, che non è stato coinvolto nello studio – va oltre la comprensione della storia del nostro satellite, dato che questi processi potrebbero verificarsi anche su altri corpi celesti, al centro di molte missioni di ritorno. Per questo è importante analizzare i campioni di elementi cosmici lontani: ci permette di ricostruire in modo più accurato il quadro della formazione e dell’evoluzione del cosmo”. (30Science.com)