La maggior parte delle persone incontra sempre e solo il rubidio come colore viola nei fuochi d'artificio, ma l'oscuro metallo ha aiutato due scienziati dell'Università di Chicago a proporre una teoria su come potrebbe essersi formata la luna.

Condotto nel laboratorio del Prof. Nicolas Dauphas, la cui ricerca pionieristica studia la composizione isotopica delle rocce della Terra e della luna, il nuovo studio ha misurato il rubidio in entrambi i corpi planetari e ha creato un nuovo modello per spiegare le differenze. La svolta rivela nuove intuizioni su un enigma sulla formazione della luna che ha attanagliato il campo della scienza lunare nell'ultimo decennio, nota come "crisi isotopica lunare".

Questa crisi è iniziata quando nuovi metodi di test hanno rivelato che la Terra e le rocce lunari hanno livelli sorprendentemente simili di alcuni isotopi, ma livelli molto diversi dagli altri. Ciò confonde entrambi i principali scenari su come si è formata la luna:uno è che un oggetto gigante si è schiantato contro la Terra e ha preso un pezzo con sé sulla strada per diventare la luna (nel qual caso la luna dovrebbe avere una composizione decisamente diversa, principalmente il corpo estraneo); e l'altro è che questo oggetto ha cancellato la Terra, ei due corpi celesti alla fine si formarono dai frammenti risultanti (nel qual caso le due composizioni dovrebbero essere virtualmente identiche).

"C'è chiaramente qualcosa che manca lì, " ha detto Nicole Nie, primo autore dello studio, recentemente pubblicato in Lettere per riviste astrofisiche . Un ex studente laureato nel laboratorio di Dauphas, Nie è ora al Carnegie Institution for Science.

Per testare diverse teorie, Il laboratorio di Dauphas ha una collezione di rocce lunari in prestito dalla NASA, (che rappresenta ogni missione Apollo che ha recuperato campioni). Nie ha trovato un modo rigoroso per misurare gli isotopi del rubidio, un elemento che non era mai stato misurato con precisione nelle rocce lunari perché è così difficile da isolare dal potassio, che è chimicamente estremamente simile.

Il rubidio fa parte di una famiglia di elementi che si presenta costantemente con diverse proporzioni di isotopi sulla luna rispetto alla Terra. Quando Nie esaminò le rocce lunari, ha scoperto che in effetti contenevano meno isotopi leggeri del rubidio e più pesanti delle rocce terrestri.

"Non c'era davvero alcun quadro per come si verificasse questa differenza, "Dauphas ha detto, professore presso il Dipartimento di Scienze Geofisiche. "Così abbiamo deciso di farne uno."

Sono partiti dall'idea che sia la Terra che l'oggetto gigante sono stati vaporizzati dopo l'impatto. In questo scenario, una massa che diventerà la Terra si fonderà lentamente, e un anello esterno di detriti si forma intorno ad esso. fa ancora così caldo, quasi 6, 000 gradi Fahrenheit, che questo anello è probabilmente un arioso strato esterno di vapore che circonda un nucleo di magma liquido.

Col tempo, Nie e Dauphas ipotizzano, gli isotopi più leggeri di elementi come il rubidio evaporano più facilmente. Questi si condensano sulla Terra, mentre il resto degli isotopi più pesanti lasciati nell'anello alla fine formano la luna.

Questo ha detto loro di più su come sarebbero state la luna e la Terra. Perché sanno esattamente quanto più degli isotopi più leggeri è evaporato, hanno lavorato a ritroso per scoprire quanto sarebbe stato saturo lo strato di vapore:più saturo, più lenta è l'evaporazione. (Pensa di provare ad asciugare il bucato in una giornata molto umida ai tropici, contro un giorno secco nel deserto.)

Questo è utile perché le caratteristiche esatte di questa prima fase sono state difficili da definire. I risultati si adattano bene anche alle misurazioni precedenti di altri isotopi nelle rocce lunari, come il potassio, rame e zinco. "Il nostro nuovo scenario può spiegare quantitativamente l'esaurimento lunare non solo del rubidio, ma anche elementi più volatili, " Ha detto Nie.

Lo studio è un passo necessario da tempo per collegare le linee tra le misurazioni degli isotopi e i modelli fisici dei corpi proto-planetari, ha detto Dauphas.

"Questo era un collegamento che mancava, e speriamo che possa aiutare a limitare gli scenari per la formazione della prima luna e della Terra in futuro, " Egli ha detto.