La Luna è una straordinaria capsula del tempo. Il suolo del nostro satellite è rimasto completamente esposto al vuoto per quasi 4,5 miliardi di anni; in tutto questo tempo ha catturato le particelle provenienti dal Sole e dall’esterno del sistema solare. Tutte queste particelle sono rimaste sepolte nella polvere lunare fino ad oggi e sono una registrazione dettagliata della storia e dell’evoluzione del sistema solare e della nostra galassia. Per accedere a questo tesoro di conoscenze dobbiamo solo raggiungere la Luna e scavare.
Il Sole oltre a illuminare i pianeti emette una quantità considerevole di particelle ad alta energia che chiamiamo vento solare. Il vento solare è composto principalmente da elettroni e protoni, e occasionalmente da qualche nucleo più pesante che riesce a liberarsi dall’abbraccio della forza di gravità della nostra stella.
Il Sole emette il vento solare che “soffia” attraverso l’intero sistema solare. Le particelle però non colpiscono tutti i pianeti, ad esempio, non raggiungono la superficie terrestre. Ciò è dovuto al campo magnetico del nostro pianeta che reindirizza le particelle cariche, costringendole a seguire percorsi specifici intorno al nostro pianeta e alla nostra atmosfera, che assorbe la maggior parte del vento solare dando vita a spettacolari aurore.
La Luna invece non ha un campo magnetico proprio che reindirizzi le particelle cariche, non lo ha avuto negli ultimi 4,5 miliardi di anni: quando la Luna era aveva un nucleo fuso poteva avere un campo magnetico temporaneo, ma questo è avvenuto in un lontano passato. Per tutti questi miliardi di anni, il nostro satellite è stato costantemente bombardato dalle particelle del vento solare, che sono oggi intrappolate nella sua regolite, la polvere lunare che ne ricopre la superficie.
A causa del continuo bombardamento ricevuto dal Sole, la regolite è cambiata. Le particelle ad alta energia potrebbero aver mutato la composizione chimica della superficie lunare. Elementi come il potassio, che dovrebbero essere presenti in abbondanza, sembrano essere stati trasformati in altri elementi, che in seguito sono stati dispersi nello spazio.
Anche la polvere lunare è stata bruciata dal Sole: anche se ogni singola particella di regolite è piccolissima, la Luna priva di atmosfera non presenta nessuna erosione, lasciando la stessa regolite esposta al vento solare per miliardi di anni. Ogni particella del vento solare pratica un minuscolo foro nella superficie lunare, quindi studiando la struttura della regolite, possiamo osservare una registrazione del processo durato miliardi di anni.
Qualche volta il Sole emette dei flare molto più carichi di particelle. Questi flare solari hanno colpito la superficie della Luna per tutta la sua vita. Più grande è l’energia dei flare, più in profondità penetrano le particelle del vento solare fissandosi sulla regolite.
Il Sole non è l’unica fonte che emette particelle ad alta energia, il sistema solare è attraversato da particelle cariche che provengono dallo spazio esterno, queste particelle sono dette raggi cosmici. I raggi cosmici, in realtà, sono un miscuglio di protoni e nuclei più pesanti che arrivano da tutte le direzioni, presentando di solito un’energia maggiore delle particelle cariche emesse dal Sole.
I raggi cosmici provengono da diversi processi che avvengono nella galassia, in particolare dalle esplosioni di gigantesche stelle morenti, le supernovae. Quelle esplosioni titaniche possono brillare più di una galassia e rilasciando una vera e propria ondata di raggi cosmici.
Oggi, nelle vicinanze del Sole non ci sono stelle che a breve potrebbero diventare supernovae, anche la gigante rossa Betelgeuse, che è non molto distante dal sistema solare, ad esempio lo diventerà, ma probabilmente tra molte decine di migliaia di anni, quindi per il momento non sono previste dosi massicce di raggi cosmici in arrivo. Ma non è sempre stato così. A causa dell’orbita percorsa attorno al centro della Via Lattea, il sistema solare passa attraverso un braccio a spirale galattica ogni 180-440 milioni di anni. (La grande incertezza deriva dalla nostra difficoltà nel misurare la velocità di rotazione dei bracci stessi).
I bracci a spirale sono luoghi di intensa formazione stellare. Ecco perché i bracci a spirale risaltano così tanto quando guardiamo galassie lontane: ospitano enormi stelle blu molto luminose. Ma le stelle massicce, luminose e blu non vivono molto a lungo e quando muoiono diventano supernova.
Quindi negli ultimi miliardi di anni, il nostro sistema solare si è probabilmente avvicinato a più di una supernova. I raggi cosmici emessi dalle supernovae verrebbero semplicemente assorbiti dall’atmosfera terrestre e, se ce ne fossero qualcuno in superficie, l’erosione e l’attività tettonica cancellerebbero ogni traccia dell’evento.
La luna non avendo ne atmosfera, ne erosione conserva le particelle cariche. I raggi cosmici ad alta energia possono lasciare piccole tracce nella regolite che possono essere osservate al microscopio. I raggi cosmici possono inoltre modificare la composizione molecolare della regolite, mutando i nuclei. E infine, i raggi cosmici possono semplicemente restare intrappolati nella polvere lunare.
Le sei missioni lunari Apollo della NASA negli anni ’60 e ’70 hanno riportato polvere e rocce dalla Luna e il lander cinese Chang’e 5 ha riportato le prime rocce lunari dopo decenni.
Questi campioni non sono abbastanza per mettere insieme un quadro generale sulla storia del nostro satellite. Secondo un documento pubblicato sul server di prestampa arXiv , servono molti più campioni lunari. Occorre, secondo lo studio, scavare ad almeno un metro di profondità e raccogliere campioni da posizioni diverse in modo tale da utilizzare la Luna come registratore di eventi solari e galattici.
Per questi campionamenti si attende che la NASA e le altre agenzie spaziali realizzino habitat permanenti sulla Luna: avremo bisogno di queste strutture per iniziare a studiare i campioni lunari in modo più dettagliato per ampliare la comprensione della storia del sistema solare e il suo transito attraverso la galassia.
Fonte: https://www.space.com/moon-as-galactic-time-capsule
Fonte: https://www.reccom.org/la-superficie-della-luna-e-una-capsula-del-tempo/
