L'acqua sulla Luna è stata portata dal vento solare

Il suolo della Luna contiene significative quantità di acqua la cui origine è l’idrogeno presente nel vento solare: lo ha scoperto un’analisi spettroscopica condotta su campioni di suolo lunare, illustrata sulle pagine della rivista “Nature Geoscience”, e coordinata da Yang Liu, del Dipartimento di scienze terrestri e planetarie dell’Università del Tennessee a Knoxville.
Viene così documentato un nuovo meccanismo di formazione delle particelle di acqua presenti sulla superficie del nostro satellite: finora l’unica provenienza ipotizzata dagli studiosi era quella delle comete o di asteroidi arrivati dalle zone più periferiche del Sistema solare.

Durante la prima fase di formazione del sistema solare, a una determinata distanza dal Sole le particelle di acqua si condensarono in ghiaccio: tra una e cinque unità astronomiche, infatti, la temperatura e la pressione della nebulosa solare permettevano all’acqua di solidificare ed eventualmente di reagire con altri materiali solidi. Ciò porta a ipotizzare che qualunque planetesimo si sia formato per accrezione di gas e polveri a partire da questa zona verso l’esterno contenesse anche particelle ricche di acqua. Per esempio, si ritiene che l’acqua sulla Terra derivi da diversi corpi celesti formatisi al di fuori di qiella zona che contribuirono a formare la massa iniziale del nostro pianeta prima e dopo l’impatto con l'oggetto grande come Marte che portò alla formazione della Luna.

Ma è questa l’unica origine dell’acqua? I planetologi ritengono di no. Un’altra fonte potrebbe essere il vento solare, un continuo flusso di particelle proveniente dal Sole che fa perdere massa alla nostra stella al ritmo di un miliardo di chilogrammi al secondo.

Spettrografo infrarosso del satellite indiano Chandrayaan-1
Spettrografo infrarosso del satellite indiano Chandrayaan-1

L'analisi di questo vento solare, grazie ad alcuni campioni prelevati durante la missione Genesis della NASA, ha scoperto che, coerentemente con la composizione del Sole, esso è fortemente ionizzato e costituito principalmente da protoni. Le particelle non riescono a raggiungere la Terra per effetto del campo magnetico che fa da schermo. Non avendo questa protezione, la Luna viene invece costantemente investita da questo flusso di ioni che arriva con una velocità di 450 chilometri al secondo e riesce a penetrare fino a profondità di 5-100 nanometri. 

Una notevole parte del contributo del vento solare alla composizione del suolo lunare viene fissata in particelle vetrificate, presenti nel suolo lunare per effetto del calore che si produce con i continui impatti di micrometeoriti. Liu e colleghi hanno quindi analizzato i campioni raccolti dalle missioni Apollo per cercare tracce di acqua derivata da idrogeno di provenienza solare. Utilizzando particolari tecniche spettroscopiche, hanno riscontrato una notevole presenza di ioni idrossile, la cui composizione isotopica, e in particolare il rapporto tra idrogeno e deuterio, ne dimostra l’origine solare.

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