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Ghiaccio sulla Luna: ombre e gas sciolgono l’enigma

«Se l’acqua fosse disponibile sulla Luna sotto forma di brina nelle regioni illuminate dal sole, i futuri esploratori potrebbero usarla come risorsa per il carburante e l’acqua potabile. Ma prima, dobbiamo capire come interagiscono l’esosfera e la superficie lunare ». Lo hanno dichiarato Björn Davidsson e Sona Hosseini, scienziati del Jet Propulsion Laboratory (Jpl) della NASA in occasione di un nuovo studio pubblicato sulla rivista inglese Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

La presenza di acqua sulla Luna è stata riscontrata già nel 1994 grazie alla sonda spaziale statunitense Clementine e alle rilevazioni con radiazioni ultraviolette e infrarosse. Che la superficie lunare potesse avere delle zone che mantenessero l’acqua allo stato solido durante la notte lunare, era quindi ormai accertato e ragionevole. Ma quando nel 2018 è stata comprovata la presenza di ghiaccio anche sulla superficie battuta dal sole, la questione è diventata enigmatica. Come può l’acqua, resistere nelle zone dove la temperatura raggiunge anche i 120 gradi Celsius? Eppure il telescopio volante Sofia, progettato dalla Nasa in collaborazione con l’agenzia spaziale tedesca Dlr, aveva individuato delle molecole di acqua, anche se in quantità ridotte, in uno dei crateri illuminati dal sole, Clavius.

Considerando che l’inclinazione dell’asse lunare, seppur minima, produce zone d’ombra anche quando il sole è allo zenit, recenti studi sulla temperatura lunare già ipotizzavano che le ombre prodotte da rocce e crateri disseminati sulla superficie del nostro satellite, avrebbero potuto creare l’ambiente adatto per il mantenimento del ghiaccio. Gli scienziati hanno proposto due teorie: le molecole d’acqua, trasportate dai meteoriti che colpiscono continuamente la Luna, rimangono intrappolate nella roccia al momento della collisione; l’idrogeno del vento solare, quando raggiunge la superficie della Luna, si combina con l’idrossile (una molecola formata da un atomo di ossigeno e uno d’idrogeno) formando la molecola d’acqua.

«Questa è una sfida alla nostra comprensione della superficie lunare e solleva affascinanti interrogativi su come i composti volatili come il ghiaccio, possano sopravvivere su corpi senza aria». Davidsson e Hosseini, in questo nuovo studio, spiegano come l’esosfera della Luna (formata da una serie di gas che agiscono come una sottile atmosfera) possa avere un ruolo rilevante: durante il giorno lunare, il sole fa evaporare le molecole d’acqua portandole nell’esosfera; queste poi si ricongelano riaccumulandosi sotto forma di brina nelle zone d’ombra.

Per testare questa teoria, Hosseini sta guidando un gruppo di ricerca per sviluppare lo spettrometro lunare Heterodyne OH (Holms), un sensore ultra miniaturizzato che misura i deboli segnali del ghiaccio d’acqua. Questo studio potrà essere sperimentato in seguito per comprendere la presenza di molecole di acqua e di gas anche su Marte e sugli anelli di Saturno.

Secondo lo scienziato la ricerca richiede anche una corsa contro il tempo. «L’attuale esplorazione lunare svolta anche da società private, porterà ad alterare in modo significativo la superficie lunare. Se questa tendenza continua, perderemo l’opportunità di comprendere l’ambiente naturale della Luna, in particolare l’acqua che scorre attraverso l’esosfera incontaminata. Lo sviluppo avanzato di strumenti ultracompatti e ad alta sensibilità, dunque, è di fondamentale importanza e urgenza».

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