Comprendere le concentrazioni e le distribuzioni di acqua sulla Luna è fondamentale per comprendere la sua formazione ed evoluzione, nonché per fornire risorse idriche per future esplorazioni umane. Ora un team di ricercatori, guidato da uno scienziato planetario dell’Università delle Hawaii a Manoa, ha scoperto che gli elettroni ad alta energia nella struttura di plasma terrestre stanno contribuendo ai processi di erosione sulla superficie della Luna e, in modo significativo, gli elettroni potrebbero aver favorito la formazione dell’acqua sulla superficie lunare. Lo studio è stato pubblicato oggi sulla rivista Nature Astronomy. La nuova scoperta potrebbe anche contribuire a spiegare l’origine del ghiaccio d’acqua precedentemente scoperto nelle regioni permanentemente oscure della Luna.
A causa del magnetismo terrestre, c’è un campo di forza che circonda il pianeta, noto come magnetosfera, che protegge la Terra dall’erosione spaziale e dai dannosi raggi solari. Il vento solare spinge la magnetosfera e la modella, creando una lunga coda sul lato notturno. La struttura di plasma all’interno di questa coda magnetica è una regione composta da elettroni e ioni ad alta energia che possono provenire dalla Terra e dal vento solare. In passato, gli scienziati si sono concentrati principalmente sul ruolo degli ioni ad alta energia sull’erosione spaziale della Luna e di altri corpi senza atmosfera.
Il vento solare, composto da particelle ad alta energia come protoni, bombardava la superficie lunare ed è stato considerato uno dei principali modi in cui l’acqua è stata formata sulla Luna. Basandosi sul suo lavoro precedente, che ha dimostrato che l’ossigeno nella coda magnetica terrestre sta ossidando il ferro nelle regioni polari della Luna, Shuai Li, ricercatore assistente presso la School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) dell’Università delle Hawaii a Manoa, era interessato a indagare sui cambiamenti nell’erosione superficiale mentre la Luna attraversa la coda magnetica terrestre, un’area che quasi completamente protegge la Luna dal vento solare ma non dai fotoni di luce del Sole. “Questo fornisce un laboratorio naturale per studiare i processi di formazione dell’acqua sulla superficie lunare”, ha detto Li. “Quando la Luna è al di fuori della coda magnetica, la superficie lunare è bombardata dal vento solare. All’interno della coda magnetica, ci sono quasi nessun protone del vento solare e ci si aspettava che la formazione dell’acqua scendesse a quasi zero”.
Li e i co-autori hanno analizzato i dati di rilevamento remoto raccolti dallo strumento Moon Mineralogy Mapper a bordo della missione Chandrayaan 1 dell’India tra il 2008 e il 2009. In particolare, hanno valutato i cambiamenti nella formazione dell’acqua mentre la Luna attraversava la coda magnetica terrestre, che include la struttura di plasma. “Per mia sorpresa, le osservazioni di rilevamento remoto hanno mostrato che la formazione dell’acqua nella coda magnetica terrestre è quasi identica al periodo in cui la Luna si trovava al di fuori della coda magnetica terrestre“, afferma Li. “Ciò indica che nella coda magnetica possono esserci processi di formazione aggiuntivi o nuove fonti d’acqua non direttamente associate all’impianto di protoni del vento solare. In particolare, la radiazione causata dagli elettroni ad alta energia mostra effetti simili a quelli dei protoni del vento solare“.
“Nel complesso, questa scoperta e le mie scoperte precedenti dei poli lunari arrugginiti indicano che la madre Terra è fortemente legata alla sua Luna in molti aspetti non riconosciuti“, ha detto Li. Nelle ricerche future, Li mira a lavorare su una missione lunare attraverso i programmi Artemis della NASA per monitorare l’ambiente di plasma e il contenuto d’acqua sulla superficie polare lunare quando la Luna si trova in diverse fasi durante il transito della coda magnetica terrestre.
