Secondo un nuovo set di simulazioni effettuate da scienziati della NASA, le tempeste solari e le Espulsioni Coronali di Massa (CMEs) possono erodere la superficie lunare. I ricercatori speculano che non solo questi fenomeni contribuiscono massicciamente all'erosione della superficie solare, ma potrebbero anche causare la dispersione dell'atmosfera di pianeti senza un forte campo magnetico globale, come Marte.
Il team, guidato da Rosemary Killen del Goddard Space Flight Center, ha preparato diverse pubblicazioni scientifiche in cui vengono esplorati diversi aspetti di questi fenomeni e che verranno pubblicati nel prossimo numero del "Journal of Geophysical Research Planets". La ricerca del team è stata anche presentata questa settimana durante la riunione della American Geophysical Union.
Un'espulsione di massa coronale (CME, acronimo dell'inglese coronal mass ejection) è una espulsione di materiale dalla corona solare sotto forma di plasma è costituito principalmente da elettroni e protoni (oltre a piccole quantità di elementi più pesanti come elio, ossigeno e ferro), che viene trascinato dal campo magnetico della corona per poi essere sprigionato nello spazio. La velocità a cui il materiale viene rilasciato arriva a ben 1.6 milioni di km/h e può contenere anche un miliardo di tonnellata di plasma in una bolla grande diverse volte la Terra.
La nostra luna ha solo pallidissime tracce di un'atmosfera, chiamata tecnicamente esosfera. La mancanza di una significante atmosfera, insieme alla mancanza di un campo magnetico globale, rendono la superficie lunare del tutto esposta a queste massicce dosi di materiale che viene rilasciato dal Sole durante le CME.
William Farrell, a capo del DREAM (Dynamic Response of the Environment of the Moon), un team di scienziati che studia l'interazione tra la Luna e lo spazio esterno, ha dichiarato "Abbiamo scoperto che quando questa massiccia nube di plasma colpisce la luna agisce riesce a rimuovere facilmente materiale volatile dalla superficie. Il modello ha predetto che tra 100 e 200 tonnellate di materiale lunare viene strappato via dalla superficie del nostro satellite durante il tipico passaggio di 2 giorni di una CME."
Se da una parte abbiamo da molti anni studiato in dettaglio le CME e la loro interazione con la Terra, la ricerca di Farrell e la prima che viene fatta per studiare gli effetti di una CME sulla Luna. "Collegare insieme i vari modelli presenti per mimare le condizioni durante le tempeste solari è un grande obbiettivo per il progetto DREAM" ha aggiunto Farrell.
Quando un intenso calore o la radiazione è applicata al gas, gli elettroni possono essere rimossi, trasformando atomi in ioni. Questo processo è chiamato "ionizzazione" e crea la quarta forma di materia, conosciuta come plasma. L'intenso calore del nostro Sole e la sua radiazione eccita le emissioni gassose, creando così un vento solare fatto di plasma di particelle cariche. Quando gli ioni di plasma espellono atomi dalla superficie, il processo viene chiamato "sputtering". (letteralmente "spruzzamento").
L'autrice principale della ricerca, Rosemary Killen, ha descritto questo fenomeno così: "Lo sputtering è tra i cinque processi principali che creano l'esosfera della Luna sotto condizioni solari normali, ma il nostro modello predice che durante una CME, diventa il metodo dominante di gran lunga, con fino a 50 volte la potenza dei altri processi."
Per cercare di approfondire maggiormente queste dinamiche, la NASA sta preparando una missione chiamata LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer). La missione sarà lanciata nel 2013 in orbita lunare ed il team è fiducioso che il forte effetto di sputtering getterà molti atomi dalla superficie lunare fino all'altitudine orbitale di LADEE (da 20 a 50 km).
Farrell ha inoltre aggiunto che "Questo enorme effetto di sputtering osservato durante le CME renderà LADEE quasi un esploratore della mineralogia lunare, non perché LADEE è sulla superficie, ma perché durante le tempeste lunari, gli atomi della superficie sono spediti in alto fino all'orbiter LADEE."
Le tempeste solari ovviamente non toccano solo la Luna ma anche il campo magnetico terrestre e sono la fonde delle spettacolari luci del nord e del sud (le aurore). Gli effetti di questa ricerca però, più che estendersi all'impatto che questi fenomeni hanno sulla Terra, si estenderanno all'impatto che hanno su Marte, che manca di un campo magnetico notevole. Si teorizza che questa mancanza permetta al vento solare e alle CME di erodere massicciamente l'atmosfera marziana. Nel 2013 quindi, oltre a LADEE, la NASA lancerà anche un'altra missione, chiamata MAVEN, che sarà un orbiter Marziano che dovrà aiutare i ricercatori a meglio comprendere come l'attività solare, inclusi i CME possono influenzare l'atmosfera del pianeta rosso.
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