La Terra protegge la Luna dal vento solare

Senza un’atmosfera o un campo magnetico globale come quello terrestre, la Luna è un satellite nudo ed esposto alle intemperie. Quelle causate dal vento solare, ad esempio, che indisturbato può raggiungere la sua superficie e penetrare con le sue particelle cariche, intrappolando sostanze volatili appena sotto la superficie. Secondo un nuovo studio, però, grazie all’azione della magnetosfera terrestre che riesce a decelerarlo anche di 200 km/s, il vento solare non è in grado di penetrare ovunque allo stesso modo sul lato della Luna che guarda il nostro pianeta. Lo studio è stato pubblicato la settimana scorsa su Nature Geoscience. Il vento solare è un flusso continuo di particelle cariche ad alta velocità provenienti dal Sole, che si propaga in tutto il Sistema solare, definendone i confini. La Luna ha conservato l’impronta di questo bombardamento nella regolite, la materia che copre la sua superficie, arricchita di composti volatili di origine solare, tra cui i gas nobili (He, Ne, Ar, Kr e Xe). Questi elementi, chimicamente inerti, rappresentano traccianti estremamente affidabili della penetrazione del vento solare. Fino a oggi, l’assenza di campioni provenienti dal lato nascosto della Luna aveva impedito di verificare se vi fossero differenze nell’azione del vento solare tra i due emisferi. La missione cinese Chang’e-6 ha però riportato sulla Terra 1,935 grammi di regolite prelevati dal bacino Polo Sud-Aitken, sul lato nascosto della Luna, offrendo per la prima volta l’opportunità di confrontare direttamente i processi di impianto (in inglese implantation, la penetrazione appunto) del vento solare sul lato visibile e su quello nascosto. Sulla base di questi campioni, un gruppo di ricerca guidato dall’Institute of Geology and Geophysics (Igg) dell’Accademia cinese delle scienze (Cas) ha analizzato la composizione isotopica dei gas nobili presenti nella regolite di Chang’e-6, determinando le concentrazioni e la composizione isotopica di He, Ne, Ar, Kr e Xe. I risultati indicano che la composizione isotopica del neon nella regolite di Chang’e-6 è peculiare: il rapporto medio fra gli isotopi 20Ne/22Ne è pari a 11,34 ± 0,22, un valore significativamente inferiore rispetto a quello misurato in tutti i campioni del lato visibile analizzati finora, ma molto vicino alla composizione isotopica teorica prevista in presenza di un forte frazionamento dovuto al vento solare. Ad essere controtendenza, in altre parole, non è questo dato, ma quanto finora rilevato sulla superficie lunare. Questo risultato suggerisce, da un lato, che la faccia nascosta della Luna abbia subito un frazionamento isotopico più marcato, con un arricchimento preferenziale dell’isotopo più pesante, dall’altro che il processo sul lato vicino sia “viziato” da qualcosa. Non solo: anche il comportamento di rilascio di kripton e xeno differisce da quello osservato nei campioni del lato visibile. In sostanza, gli ioni del vento solare sarebbero penetrati molto più in profondità nella regolite del lato nascosto rispetto a quella del lato visibile, suggerendo che il lato nascosto sia stato esposto a particelle di energia più elevata. La spiegazione, secondo gli autori, sarebbe l’effetto di “regolazione della velocità” esercitato dalla magnetosfera terrestre. Durante la sua orbita attorno alla Terra, la Luna attraversa periodicamente la magnetoguaina (magnetosheath), la regione di transizione che circonda la magnetosfera, dove il vento solare rallenta da una velocità tipica di circa 400 km/s a circa 200 km/s. Il vento solare rallentato, raggiungendo il lato visibile della Luna, determina una minore profondità di impianto nella regolite. Il lato nascosto, invece, mai rivolto verso la Terra, rimane esposto direttamente al vento solare, consentendo agli ioni di penetrare più in profondità nel suolo lunare. I ricercatori stimano che circa il 25 per cento dell’esposizione complessiva al vento solare nel sito di atterraggio della missione Chang’e-5 (l’area del Mons Rümker, nella regione dell’Oceanus Procellarum, sul lato visibile) sia stato influenzato da questo vento solare decelerato, mentre il sito di atterraggio di Chang’e-6 non avrebbe subito alcun effetto di schermatura. E se la Terra protegge la Luna, almeno in parte, schermandola dal vento solare, la Luna contraccambia conservando importanti informazioni sul nostro pianeta. Secondo gli autori, infatti, i gas nobili pesanti presenti nel solo lunare potrebbero costituire una sorta di “archivio fossile” delle antiche interazioni tra la magnetosfera terrestre e il vento solare. Integrati con i dati del paleomagnetismo, questi elementi potrebbero offrire un nuovo strumento per ricostruire l’evoluzione della magnetosfera terrestre nel corso della sua storia. Per saperne di più: - Leggi su Nature Geoscience l’articolo “Deeper solar wind penetration on the Moon’s farside from noble gas records“, di Xu-Hang Zhang, Fei Su, You-Juan Li, Zi-Heng Liu, Jian-Nan Li, Ying-Nan Zhang, Li-Ping Qin, Ran-Ran Liu, Feng Man, Bing Xu, Wen-Zhe Li, Yong Wei e Huai-Yu He