NASA: i meteoriti che colpiscono la Luna possono disperdere l’acqua lunare

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L'impatto di meteoriti sulla Luna disperde acqua

I meteoriti che colpiscono la Luna possono provocare la dispersione nello spazio dell’acqua disciolta nel suolo lunare.

Questo è la principale conclusione cui giunge un nuovo studio pubblicato dalla NASA che sfida la nostra percezione della Luna come di un corpo asciutto e morto.

I Ricercatori della NASA e del Laboratorio di fisica applicata dell’Università Johns Hopkins di Laurel, nel Maryland, riferiscono che gli impatti di meteoroidi che colpiscono la Luna infondono la sottile atmosfera lunare con un leggero vapore acqueo di breve durata.

Questi risultati risultati aiuteranno gli scienziati a comprendere la storia dell’acqua lunare, una potenziale risorsa per sostenere operazioni a lungo termine sulla Luna e l’esplorazione umana dello spazio profondo. I modelli avevano previsto che gli impatti di meteoroidi avrebbero potuto rilasciare acqua dalla Luna sotto forma di vapore, ma gli scienziati non avevano ancora osservato il fenomeno.

Ora il team ha trovato dozzine di questi eventi nei dati raccolti dal Lunar Atmosphere e Dust Environment Explorer della NASA. LADEE è stata una missione robotica orbitante attorno alla Luna per raccogliere informazioni dettagliate sulla struttura e la composizione della sottile atmosfera lunare e determinare se la polvere resta sospesa nel cielo lunare.

Gli scienziati hanno scoperto che l’acqua viene rilasciata dalla luna durante le piogge di meteoriti. Quando un granello di detriti di cometa colpisce la luna, si vaporizza all’impatto, creando un’onda d’urto nel terreno lunare. Per un impatto sufficientemente grande, questa onda d’urto può aprire uno strato superiore secco del terreno e rilasciare molecole d’acqua dallo strato idratato sottostante. La sonda spaziale LADEE rileva queste molecole d’acqua quando entrano nell’atmosfera lunare tenue. Questa scoperta fornisce una potenziale risorsa per l’esplorazione futura, e migliora la nostra comprensione del passato geologico della luna e della sua continua evoluzione.
Crediti: NASA / Goddard / Dan Gallagher

Abbiamo tracciato la maggior parte di questi flussi di meteoroidi, ma la parte davvero sorprendente è che abbiamo anche trovato prove di quattro flussi di meteoroidi che prima non erano stati scoperti“, ha detto Mehdi Benna del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, e all’Università della contea di Baltimora nel Maryland. Benna è l’autore principale dello studio, pubblicato su Nature Geosciences.

I flussi di meteoroidi recentemente identificati, osservati dal LADEE, si sono verificati il ​​9 gennaio, il 2 aprile, il 5 aprile e il 9 aprile 2014.

Concetto dell'artista del veicolo spaziale LADEE che rileva il vapore acqueo dagli impatti del meteoroide sulla Luna.
Concetto dell’artista del veicolo spaziale LADEE (a sinistra) che rileva il vapore acqueo dagli impatti del meteoroide sulla Luna (a destra).
Crediti: NASA / Goddard / Laboratorio di immagini concettuali

Ci sono prove che sulla Luna è presente una importante quantità di acqua (H2O) e idrossile (OH), una forma più reattiva dell’H2O.

La Luna non ha quantità significative di H2O o OH nella sua atmosfera per la maggior parte del tempo“, ha detto Richard Elphic, scienziato del progetto LADEE che opera presso il Centro di ricerca Ames della NASA, nella Silicon Valley. “Quando la Luna, però, attraversa uno di questi flussi di meteoroidi, viene espulso abbastanza vapore d’acqua da consentirci di rilevarlo. Vapore che poi scompare alla fine dell’evento.

Gli scienziati lunari usano spesso il termine “acqua” per riferirsi sia all’H2O che all’OH. Capire quanta H2O e quanto OH siano presenti sulla Luna è qualcosa che sarà decisivo per le future missioni lunari.

La sonda LADEE, costruita e gestita dal Centro di ricerca Ames della NASA nella Silicon Valley in California, ha rilevato il vapore utilizzando il suo spettrometro di massa neutro, uno strumento costruito dal Goddard. La missione orbitò intorno alla Luna da ottobre 2013 ad aprile 2014, raccogliendo informazioni dettagliate sulla struttura e la composizione dell’atmosfera lunare, o più correttamente, sulla “esosfera” – il debole involucro di gas attorno alla Luna.

Per esrarre l’acqua dal suolo lunare, i meteoroidi devono penetrare per almeno 8 centimetri sotto la superficie. Sotto questo strato superiore completamente asciutto si trova un sottile strato di transizione, quindi uno strato idratato, dove le molecole d’acqua si attaccano probabilmente a pezzi di terreno e roccia, chiamati regolite.

Dalle misurazioni dell’acqua nella esosfera, i ricercatori hanno calcolato che lo strato idratato ha una concentrazione di acqua da circa 200 a 500 parti per milione, o da circa 0,02 a 0,05% in peso. Si tratta di una concentrazione è coerente con studi precedenti.

Poiché il materiale sulla superficie lunare è lanuginoso, anche un meteoroide grande circa 5 millimetri può penetrare abbastanza in profondità da rilasciare un soffio di vapore. Ad ogni impatto, una piccola onda d’urto espelle l’acqua dall’area circostante.

Quando un flusso di meteoroidi piove sulla superficie lunare, l’acqua liberata entrerà nella esosfera e si diffonderà attraverso di essa. Circa due terzi di quel vapore fugge nello spazio, mentre circa un terzo ritorna sulla superficie della Luna.

Infografica del ciclo dell'acqua lunare
Questa infografica mostra il ciclo dell’acqua lunare basato sulle nuove osservazioni dello spettrometro di massa neutro a bordo della nave spaziale LADEE. Sulla superficie lunare, uno strato asciutto si sovrappone a uno strato idratato. L’acqua è liberata dalle onde d’urto causate dagli impatti dei meteoroidi. L’acqua liberata o fugge nello spazio o viene ridistribuita altrove sulla Luna. Alcune acque sono create da reazioni chimiche tra il vento solare e la superficie o trasportate alla Luna dai meteoroidi stessi. Tuttavia, al fine di sostenere la perdita di acqua dagli impatti del meteoroide, lo strato idratato richiede il reintegro da un più antico serbatoio d’acqua più antico.
Crediti: NASA Goddard / Mehdi Benna / Jay Friedlander

Queste scoperte potrebbero aiutare a spiegare i depositi di ghiaccio nelle depressioni fredde nelle zone buie dei crateri vicino ai poli. La maggior parte dell’acqua nota sulla Luna si trova in queste cosiddette trappole fredde, dove le temperature sono così basse che il vapore acqueo e altri volatili rimangono stabili per un tempo molto lungo, forse fino a diversi miliardi di anni. Gli impatti dei Meteoroidi possono trasportare l’acqua dentro e fuori dalle trappole fredde.

Il team ha escluso la possibilità che tutta l’acqua rilevata provenga dai meteoroidi stessi.

Sappiamo che parte dell’acqua deve provenire dalla Luna, perché la massa d’acqua che viene rilasciata è maggiore della massa d’acqua all’interno dei meteoroidi in arrivo“, ha detto il secondo autore dello studio, Dana Hurley del laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University.

L’analisi indica che gli impatti di meteoroidi rilasciano acqua più velocemente di quanto possa essere prodotta dalle reazioni che si verificano quando il vento solare colpisce la superficie lunare.

L’acqua che si perde è probabilmente antica, o risalente alla formazione della Luna o depositata all’inizio della sua storia“, ha concluso Benna.

Fonte: NASA