LE TEMPESTE SOLARI CARICANO L'OMBRA LUNARE

Luna scintillante per colpa del Sole

Le potenti tempeste solari possono caricare elettricamente il terreno lunare nelle fredde regioni permanentemente in ombra vicino ai poli producendo scintille, simili a piccoli fulmini, che scioglierebbero lo strato di regolite, forse tanto quanto gli impatti meteoritici

Una mappa che mostra le regioni permanentemente in ombra (blu) che coprono circa il 3% del polo sud della Luna. Crediti: NASA Goddard/LRO mission

Sulla Luna si vedono sempre le stesse “facce”! Ma chi l’ha detto che sia un posto noioso? Ci pensa il Sole a rendere il satellite naturale più scoppiettante. Le potenti tempeste solari che vengono dalla nostra stella possono modificare le condizioni elettriche del suolo lunare (formato da regolite), soprattutto delle zone permanentemente in ombra (permanently shadowed regions – PSR) vicino ai poli, e possono eventualmente produrre “scintille” che vaporizzerebbero e scioglierebbero il suolo. Secondo i ricercatori della NASA, l’effetto sarebbe simile a quello prodotto dagli impatti meteoritici. Studiare questa alterazione nel campo elettrico dello spesso strato di regolite può essere utile per capire meglio la relazione tra Sole e Luna nel processo di formazione del Sistema solare.

A differenza della Terra, che è protetta dall’atmosfera e dal campo elettromagnetico, la Luna ha un’atmosfera molto sottile (quasi inesistente) ed è per questo esposta all’inospitale ambiente spaziale. Meteoriti e altri oggetti limano e modellano di continuo lo strato di polvere e roccia che forma la superficie rugosa e “bucherellata” della Luna. Finora il 10% dello strato di regolite è stato consumato e si pensa che anche il Sole dia il suo contributo: nelle regioni permanentemente in ombra, le particelle di origine solare possono sciogliere o vaporizzare il terreno. Ioni ed elettroni espulsi dalla nostra stella nello spazio colpiscono direttamente la superficie lunare e depositano cariche elettriche di segno opposto: gli ioni quelle positive sullo strato superficiale, gli elettroni, più penetranti, quelle negative su uno strato più profondo. In condizioni normali, queste cariche tendono ad annullarsi reciprocamente, ma non sempre è così.

Da qualche anno Andrew Jordan, dell’Università del New Hampshire, studia il fenomeno: i risultati delle sue ricerche indicano che forti tempeste solari causerebbero l’accumularsi di particelle cariche nei due strati di terreno sottostanti a quello superficiale, fino a un rilascio esplosivo di energia elettrica sotto forma di scintille, come dei piccoli fulmini. Le zone di ombra permanente sono così fredde (si arriverebbe a picchi di -248 gradi celsius) che la regolite che le ricopre diventa un pessimo conduttore elettrico: durante le intense tempeste solari, la regolite non riesce a dissipare l’accumulo di carica abbastanza velocemente e gli effetti distruttivi di una scarica elettrica improvvisa sono inevitabili. Col tempo, questo processo può alterare lo strato di regolite.

L’illustrazione mostra come le particelle energetiche provenienti dal Sole possano causare delle variazioni nel campo elettrico della regolite lunare nelle regioni permanentemente in ombra (PSR). Crediti: NASA / Andrew Jordan

Jordan, autore dello studio pubblicato lo scorso agosto, ha spiegato che «gli esperimenti di laboratorio hanno mostrato che la rottura del dielettrico (la scintilla, ndr) è un processo esplosivo su piccolissima scala. Durante la scarica, alcuni dei grani possono essere anche spazzati via dalla piccola esplosione. I PSR sono luoghi importanti sulla Luna, perché contengono indizi sulla storia lunare. Ma per decifrare quella storia, abbiamo bisogno di sapere» il modo con cui queste zone d’ombra «sono state alterate dalle tempeste solari e dagli impatti meteoritici».

Studi futuri dovranno determinare se questo fenomeno si verifica anche in altre regioni della Luna. Le aree PSR sono porose, da quanto emerge dalle osservazioni del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della NASA, e più malleabili rispetto ad altri tipi di terreni, ma non è detto che questa proprietà sia collegata alle scintille elettriche provocate dall’intensa attività solare.

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Con la creazione di mappe dei poli, gli scienziati possono capire quali sono i crateri permanentemente in ombra. Crediti: NASA Goddard/LRO mission Un cratere sulla Luna In blu ci sono le zone che sono sempre in ombra sulla Luna Una mappa che mostra le regioni permanentemente in ombra (blu) che coprono circa il 3% del polo sud della Luna. Crediti: NASA Goddard/LRO mission
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Con la creazione di mappe dei poli, gli scienziati possono capire quali sono i crateri permanentemente in ombra. Crediti: NASA Goddard/LRO mission

Per saperne di più:

Leggi lo studio pubblicato su Icarus: “The rate of dielectric breakdown weathering of lunar regolith in permanently shadowed regions”, di A.P. Jordan, T.J. Stubbsc, J.K. Wilsona, N.A. Schwadrona e H.E. Spencea