Scienziati che utilizzano i dati del Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, o LRO, hanno identificato aree luminose nei crateri vicino al polo sud della luna che sono abbastanza fredde da avere brina presente sulla superficie.

Le nuove prove provengono da un'analisi che ha combinato le temperature superficiali con informazioni su quanta luce viene riflessa dalla superficie lunare.

"Abbiamo scoperto che i luoghi più freddi vicino al polo sud della luna sono anche i luoghi più luminosi, più luminosi di quanto ci aspetteremmo dal solo suolo, e questo potrebbe indicare la presenza di gelo superficiale, " ha detto Elizabeth Fisher, l'autore principale dello studio, pubblicato su Icaro. Fisher ha effettuato l'analisi dei dati mentre svolgeva ricerche presso l'Università delle Hawaii a Manoa dopo aver conseguito la laurea. Ora è una studentessa laureata alla Brown University.

I depositi ghiacciati sembrano essere irregolari e sottili, ed è possibile che siano mischiati allo strato superficiale del terreno, polvere e piccoli sassi chiamati regolite. I ricercatori affermano di non vedere distese di ghiaccio simili a uno stagno ghiacciato o una pista di pattinaggio. Anziché, stanno vedendo segni di gelo superficiale.

Il gelo è stato trovato in trappole fredde vicino al polo sud della luna. Le trappole fredde sono aree permanentemente buie, situate sul fondo di un cratere profondo o lungo una sezione della parete del cratere che non riceve la luce solare diretta, dove le temperature rimangono al di sotto di meno 260 gradi Fahrenheit (meno 163 gradi Celsius). In queste condizioni, il ghiaccio d'acqua può persistere per milioni o miliardi di anni.

Più di mezzo secolo fa, gli scienziati hanno suggerito che le trappole fredde lunari potrebbero immagazzinare ghiaccio d'acqua, ma confermare quell'ipotesi si è rivelata impegnativa. Le osservazioni fatte dall'orbiter Lunar Prospector della NASA alla fine degli anni '90 hanno identificato aree ricche di idrogeno vicino ai poli della luna, ma non sono state in grado di determinare se quell'idrogeno fosse legato all'acqua o fosse presente in qualche altra forma. Comprendere la natura di questi depositi è stato uno degli obiettivi guida di LRO, che orbita attorno alla luna dal 2009.

Fisher e i suoi colleghi hanno trovato prove del gelo lunare confrontando le letture della temperatura dello strumento Diviner di LRO con le misurazioni della luminosità dell'altimetro laser Lunar Orbiter della navicella spaziale, o LOLA. In questi confronti, anche le zone più fredde vicino al polo sud erano molto luminose, indicando la presenza di ghiaccio o altri materiali altamente riflettenti. I ricercatori hanno esaminato le temperature di superficie di picco, perché il ghiaccio d'acqua non durerà se la temperatura si insinua al di sopra della soglia cruciale.

I risultati sono coerenti con l'analisi di un altro team dei dati LRO, riportato nel 2015. Tale studio ha confrontato le temperature di picco con l'ultravioletto, o UV, dati dal Lyman-Alpha Mapping Project, o LAMPADA. Sia LOLA che LAMP sono in grado di misurare la luminosità della superficie senza luce solare. LOLA lo fa misurando la luce laser riflessa, e LAMPADA, misurando la luce stellare riflessa e il bagliore UV dell'idrogeno.

"Questi risultati dimostrano ancora una volta il valore di studiare la luna dall'orbita a lungo termine, " ha detto John Keller, lo scienziato del progetto LRO presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Tutto questo lavoro inizia con set di dati completi composti da anni di misurazioni continue".

Insieme, i due studi rafforzano l'ipotesi che ci sia del gelo nelle trappole fredde vicino al polo sud della luna. Finora, però, i ricercatori non hanno visto gli stessi segni vicino al polo nord della luna.

"Ciò che è sempre stato intrigante della luna è che ci aspettiamo di trovare ghiaccio ovunque le temperature siano abbastanza fredde per il ghiaccio, ma non è proprio quello che vediamo, " ha detto Matt Siegler, un ricercatore del Planetary Science Institute di Dallas, Texas, e coautore dello studio.

Ghiaccio d'acqua e altri depositi sono stati identificati anche in trappole fredde vicino al polo nord su Mercurio. Sebbene sia il pianeta più vicino al sole, Mercurio sembra avere fino a 400 volte più ghiaccio della luna, secondo la stima di Siegler. Gli scienziati stanno ancora cercando di capire quale scenario sia "più normale".

Un'altra domanda allettante è quanti anni ha il ghiaccio della luna. Se l'acqua è stata trasportata da comete ghiacciate o asteroidi, potrebbe essere antico quanto il sistema solare e potrebbe segnare la consegna anticipata dell'acqua alla Terra e alla luna. Ma se l'acqua fosse prodotta da reazioni chimiche guidate dal vento solare, è molto più recente. O entrambi possono essere veri. Potrebbero esserci depositi di ghiaccio vecchi di secoli sepolti sotto terra e acqua più recente in superficie.

In ogni caso, Siegler ha detto, ora ci sono prove sufficienti per sostenere ulteriori indagini. Non solo il ghiaccio della luna potrebbe fornire risorse per l'esplorazione, potrebbe anche aiutarci a capire le origini dell'acqua della Terra.