Grazie ad una nuova serie di simulazioni al computer da parte degli scienziati della NASA, si è scoperto che le tempeste solari e le associate espulsioni di massa coronale (CME) possono erodere in modo significativo la superficie lunare. Oltre a rimuovere un numero sorprendentemente grande di materiale dalla superficie lunare, potrebbero essere una causa importante della perdita di atmosfera di pianeti come Marte che non sono protetti da un campo magnetico globale. La ricerca è guidata da Rosemary Killen della NASA al Goddard Space Flight Center, Greenbelt, nel Maryland, come parte della risposta dinamica dell’ambiente alla Luna (DREAM), squadra all’interno del Lunar Science Institute della NASA. Le espulsioni di massa coronale sono fondamentalmente una folata di vento solare intenso, un flusso diffuso di gas elettricamente conduttivo chiamato plasma, che è soffiato verso l’esterno dalla superficie del Sole nello spazio. Una forte CME può contenere circa un miliardo di tonnellate di plasma in movimento fino a 16 milioni di Km/h, in una nube molte volte le dimensioni della Terra. La luna ha una tenue esosfera, così tenue, che lascia vulnerabili agli effetti delle tempeste solari. Il plasma delle eruzioni solari che vanno ad impattare sulla superficie lunare, e gli atomi che vengono espulsi dalla superficie solare, è un processo chiamato “polverizzazione catodica”. “Abbiamo scoperto che quando questa massiccia nube di plasma colpisce la luna, si comporta come una sabbiatrice, e rimuove facilmente il materiale volatile dalla superficie“, ha detto William Farrell, del team DREAM alla NASA. “Il modello prevede 100-200 tonnellate di materiale lunare – l’equivalente di 10 camion carichi di discarica – che potrebbe essere tolto dalla superficie lunare durante i tipici 2 giorni di passaggio di un CME.” Questa è la prima volta che i ricercatori hanno tentato di prevedere gli effetti di una CME sulla luna. “Il collegamento di vari modelli per simulare le condizioni durante le tempeste solari è uno degli obiettivi principali del progetto DREAM,” dice Farrell. Il plasma è creato quando eventi energetici, come il calore intenso o le radiazioni, rimuovono gli elettroni dagli atomi in un gas, trasformando gli atomi in particelle cariche elettricamente chiamate ioni. Il Sole è così caldo che il gas viene emesso sotto forma di ioni liberi ed elettroni, chiamato plasma del vento solare. “La polverizzazione catodica è tra i primi cinque processi che creano l’esosfera della luna in normali condizioni, ma il nostro modello prevede che nel corso di una CME, diventa il metodo dominante di gran lunga, fino a 50 volte gli altri“, dice Killen , autore di un articolo su questa ricerca che appare in un numero speciale del Journal of Geophysical Research.
Le CME sono efficaci nella rimozione di materiale lunare, non solo perché sono più dense e più veloci del vento solare normale, ma anche perché sono altamente arricchite di ioni pesanti, dicono i ricercatori. Il vento tipico solare è dominato da ioni di idrogeno leggero (protoni). Tuttavia, uno ione pesante di elio con più elettroni rimossi, e quindi una maggior carica elettrica, può farfugliare decine di volte più atomi dalla superficie lunare che uno ione idrogeno. Il team ha utilizzato dati provenienti da osservazioni satellitari come input per il loro modello. Per esempio, gli ioni di elio costituiscono circa il quattro per cento del vento solare normale, ma le osservazioni rivelano che nel corso di una CME, possono aumentare fino a oltre il 20 per cento. Il confronto tra le previsioni del modello attraverso una serie di condizioni di vento solare ci permette di prevedere le condizioni in cui la polverizzazione catodica dovrebbe dominare gli altri processi. Tali previsioni possono essere successivamente confrontate con i dati durante una tempesta solare. La luna non è l’unico corpo celeste colpito dal gas denso delle CME. Gli ccienziati sono da tempo consapevoli che queste tempeste solari influenzano notevolmente il campo magnetico della Terra e sono responsabili di intense aurore polari. Mentre alcune aree della superficie di Marte sono magnetizzate, il pianeta rosso non ha un campo magnetico che circonda l’intero globo. Pertanto, i gas delle espulsioni di massa coronale hanno un percorso diretto per polverizzare ed erodere l’atmosfera superiore del pianeta. Alla fine del 2013, la NASA lancerà nell’atmosfera di Marte la sonda Volatile Evolution (Maven), una missione che investigherà esattamente come l’attività solare, possa rimuovere l’atmosfera. Su piccoli corpi esposti come gli asteroidi, le espulsioni solari dovrebbero creare un effetto simile a quello lunare. Il team di ricerca è stato anche presentato il 5 dicembre durante la riunione del Geophysical Union a San Francisco.
