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    Prima prova che l'acqua può essere creata sulla superficie lunare dalla magnetosfera terrestre

    Rappresentazione artistica della Luna nella magnetosfera, con “Earth wind” composto da ioni di ossigeno fluenti (grigio) e ioni di idrogeno (blu brillante), che può reagire con la superficie lunare per creare acqua. La Luna spende> 75% della sua orbita nel vento solare (giallo), che è bloccato dalla magnetosfera per il resto del tempo. Credito:E. Massongsong, UCLA EPSS, NASA GSFC SVS.

    Prima dell'era Apollo, si pensava che la luna fosse secca come un deserto a causa delle temperature estreme e dell'asprezza dell'ambiente spaziale. Da allora molti studi hanno scoperto l'acqua lunare:ghiaccio nei crateri polari in ombra, acqua legata nelle rocce vulcaniche, e inaspettati depositi di ferro arrugginito nel suolo lunare. Nonostante questi riscontri, non c'è ancora una vera conferma dell'estensione o dell'origine delle acque superficiali lunari.

    La teoria prevalente è che gli ioni di idrogeno carichi positivamente spinti dal vento solare bombardano la superficie lunare e reagiscono spontaneamente per produrre acqua (come idrossile (OH - ) e molecolare (H 2 O)). Però, un nuovo studio multinazionale pubblicato in Lettere per riviste astrofisiche propone che il vento solare potrebbe non essere l'unica fonte di ioni che formano acqua. I ricercatori mostrano che le particelle della Terra possono seminare la luna con l'acqua, anche, il che implica che anche altri pianeti potrebbero fornire acqua ai loro satelliti.

    L'acqua è molto più diffusa nello spazio di quanto pensassero inizialmente gli astronomi, dalla superficie di Marte alle lune di Giove e agli anelli di Saturno, comete, asteroidi e Plutone; è stato persino rilevato nelle nuvole ben oltre il nostro sistema solare. In precedenza si presumeva che l'acqua fosse incorporata in questi oggetti durante la formazione del sistema solare, ma ci sono prove crescenti che l'acqua nello spazio è molto più dinamica. Sebbene il vento solare sia una probabile fonte di acque superficiali lunari, modelli informatici prevedono che fino alla metà dovrebbe evaporare e scomparire nelle regioni ad alta latitudine durante i circa tre giorni della luna piena quando passa all'interno della magnetosfera terrestre.

    Sorprendentemente, l'ultima analisi delle mappe di superficie idrossile/acqua dalla superficie del satellite Chandrayaan-1 Moon Mineralogy Mapper (M 3 ) ha mostrato che l'acqua di superficie lunare non scompare durante questo periodo di schermatura della magnetosfera. Si pensava che il campo magnetico terrestre impedisse al vento solare di raggiungere la luna in modo che l'acqua non potesse essere rigenerata più velocemente di quanto fosse persa, ma i ricercatori hanno scoperto che non era così.

    Confrontando prima una serie temporale di mappe della superficie dell'acqua, durante e dopo il transito della magnetosfera, i ricercatori sostengono che l'acqua lunare potrebbe essere reintegrata da flussi di ioni magnetosferici, noto anche come "vento di terra". La presenza di questi ioni derivati ​​dalla Terra vicino alla luna è stata confermata dal satellite Kaguya, mentre le osservazioni satellitari THEMIS-ARTEMIS sono state utilizzate per profilare le caratteristiche distintive degli ioni nel vento solare rispetto a quelli all'interno della magnetosfera del vento terrestre.

    Le precedenti osservazioni del satellite Kaguya durante la luna piena hanno rilevato alte concentrazioni di isotopi di ossigeno fuoriusciti dallo strato di ozono terrestre e incorporati nel suolo lunare, insieme all'abbondanza di ioni idrogeno nella vasta atmosfera estesa del nostro pianeta, nota come esosfera. Questi flussi combinati di particelle di magnetosfera sono fondamentalmente diversi da quelli del vento solare. Così, l'ultimo rilevamento di acque superficiali in questo studio confuta l'ipotesi della schermatura e suggerisce invece che la magnetosfera stessa crei un "ponte d'acqua" che può ricostituire la luna.

    Lo studio ha impiegato un team multidisciplinare di esperti di cosmochimica, fisica spaziale e geologia planetaria per contestualizzare i dati. Le precedenti interpretazioni dell'acqua di superficie non consideravano gli effetti degli ioni della Terra e non esaminavano come l'acqua di superficie cambiasse nel tempo. Le uniche mappe di superficie e dati sulle particelle disponibili durante la luna piena nella magnetosfera erano nell'inverno e nell'estate del 2009, e ci sono voluti diversi anni per analizzare e interpretare i risultati. L'analisi è stata particolarmente difficile a causa delle scarse osservazioni, che erano necessari per confrontare le stesse condizioni della superficie lunare nel tempo e per controllare la temperatura e la composizione della superficie.

    Alla luce di questi riscontri, studi futuri sul vento solare e sui venti planetari possono rivelare di più sull'evoluzione dell'acqua nel nostro sistema solare e sui potenziali effetti dell'attività solare e della magnetosfera su altre lune e corpi planetari. L'espansione di questa ricerca richiederà nuovi satelliti dotati di spettrometri completi di mappatura idrossile/acqua, e sensori di particelle in orbita e sulla superficie lunare per confermare pienamente questo meccanismo. Questi strumenti possono aiutare a prevedere le migliori regioni per l'esplorazione futura, estrazione mineraria e eventuale insediamento sulla luna. In pratica, questa ricerca può influenzare la progettazione delle prossime missioni spaziali per salvaguardare meglio gli esseri umani e i satelliti dai pericoli delle radiazioni delle particelle, e anche migliorare i modelli informatici e gli esperimenti di laboratorio sulla formazione dell'acqua nello spazio.


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