L’atmosfera lunare appena percettibile è probabilmente il risultato dell’impatto di meteoriti, prima di grandi dimensioni e poi sotto forma di polvere, nel corso di miliardi di anni. Lo rivelano ricercatori statunitensi dopo aver analizzato i campioni raccolti dalle missioni Apollo e i dati dell’orbiter LADEE della NASA.
Sebbene la Luna sia priva di aria respirabile, ha un’atmosfera tenue. Sin dagli anni ’80, gli astronomi hanno osservato uno strato molto sottile di atomi che rimbalza sulla superficie del nostro satellite. Questa delicata atmosfera – tecnicamente nota come esosfera – è probabilmente il prodotto di qualche tipo di alterazione spaziale. Tuttavia, è stato difficile determinare esattamente quali siano questi processi. Ora, gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e dell’Università di Chicago (USA) affermano di aver identificato il processo principale che ha formato l’atmosfera lunare e che continua a mantenerla ancora oggi. In uno studio pubblicato sulla rivista Science Advances, gli autori riferiscono che l’atmosfera lunare è principalmente un prodotto della “vaporizzazione da impatto“. Nel corso di 4,5 miliardi di anni, la superficie lunare è stata bombardata prima da enormi meteoriti e, più recentemente, da micrometeoriti grandi come polvere. I ricercatori hanno studiato campioni di suolo lunare prelevati dagli astronauti dell’Apollo e i dati dell’orbiter lunare LADEE della NASA. Quest’ultimo è stato progettato per determinare le origini dell’atmosfera del nostro satellite. L’analisi suggerisce che nel corso dei 4,5 miliardi di anni di storia della Luna, la sua superficie è stata continuamente bombardata, prima da enormi meteoriti e, più recentemente, da micrometeoriti più piccoli.
Vaporizzazione ad impatto
Questi impatti sollevano il suolo lunare, vaporizzando alcuni atomi al contatto e lanciando le particelle nell’aria. Mentre alcuni vengono espulsi nello spazio, altri rimangono sospesi, formando un’atmosfera tenue che si rinnova costantemente man mano che i meteoriti continuano a colpire la superficie. “Diamo una risposta definitiva: la vaporizzazione da impatto dei meteoriti è il processo dominante nella creazione dell’atmosfera lunare“, afferma l’autrice principale dello studio, Nicole Nie del MIT. I dati della missione LADEE, lanciata nel 2013, indicano che due processi svolgono un ruolo nella creazione dell’atmosfera lunare: questa vaporizzazione da impatto e il cosiddetto sputtering ionico.
Irrorazione ionica da parte del vento solare
Lo sputtering è un fenomeno legato al vento solare, che trasporta particelle cariche di energia provenienti dal Sole attraverso lo spazio. Quando queste particelle entrano in collisione con la superficie lunare, possono trasferire la loro energia agli atomi della terra e farli volare in aria. Per determinare con maggiore precisione le origini dell’atmosfera lunare, il team ha utilizzato dieci campioni di suolo lunare per tentare innanzitutto di isolare due elementi da ciascun campione: potassio e rubidio . Entrambi gli elementi sono “volatili”, nel senso che possono essere facilmente vaporizzati dagli impatti e dagli spruzzi di ioni. I ricercatori hanno analizzato la presenza di isotopi di entrambi gli elementi. Ciascuno esiste sotto forma di diversi isotopi, che sono una variazione dello stesso elemento con lo stesso numero di protoni ma un numero leggermente diverso di neutroni. Per realizzare lo studio sono state studiate le proporzioni degli isotopi leggeri e pesanti del potassio e del rubidio nei campioni lunari.
Hanno anche preso in considerazione la teoria secondo cui la vaporizzazione da impatto e lo sputtering dovrebbero portare a rapporti isotopici molto diversi nel terreno. Il rapporto specifico tra isotopi leggeri e pesanti rimasti nel suolo, sia per il potassio che per il rubidio, ha rivelato il processo principale che contribuisce all’origine dell’atmosfera lunare. I campioni di suolo hanno indicato che la superficie della Luna conteneva per lo più isotopi pesanti di potassio e rubidio.
Modelli da quantificare
I ricercatori, utilizzando modelli, hanno quantificato il rapporto tra gli isotopi pesanti e leggeri di potassio e rubidio e, confrontando entrambi gli elementi, hanno scoperto che la vaporizzazione da impatto era quindi “con ogni probabilità il processo dominante attraverso il quale gli atomi vaporizzano e salgono per formare la luna”. atmosfera.” Il 70% o più dell’atmosfera lunare è il prodotto degli impatti dei meteoriti, mentre il 30% è il risultato del vento solare “Con la vaporizzazione per impatto, la maggior parte degli atomi rimarrebbe nell’atmosfera lunare, mentre con lo sputtering ionico, molti atomi verrebbero espulsi nello spazio”, chiarisce Nie. Infine, il team ha quantificato il contributo di entrambi i processi e ha stabilito che il 70% o più dell’atmosfera lunare è il prodotto degli impatti dei meteoriti, mentre il restante 30% è una conseguenza del vento solare. “Senza i campioni dell’Apollo non avremmo potuto ottenere dati precisi e effettuare misurazioni quantitative per comprendere le cose nel dettaglio“, ha spiegato Nie, che ricorda che questo compito deve continuare a essere portato avanti: “È importante che portiamo campioni dalla Luna e altri corpi planetari , per poter tracciare immagini più chiare della formazione e dell’evoluzione del nostro sistema solare.”
