La distribuzione Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) durante la missione Apollo 17. Immagine di credito: NASA

Fino a poco tempo fa, la maggior parte tutti accettato la saggezza convenzionale che la luna non ha praticamente alcuna atmosfera., Proprio come la scoperta dell’acqua sulla luna ha trasformato la nostra conoscenza da manuale del vicino celeste più vicino della Terra, recenti studi confermano che la nostra luna ha effettivamente un’atmosfera composta da alcuni gas insoliti, tra cui sodio e potassio, che non si trovano nelle atmosfere della Terra, di Marte o di Venere. È una quantità infinitesimale di aria rispetto all’atmosfera terrestre., Al livello del mare sulla Terra, respiriamo in un’atmosfera in cui ogni centimetro cubo contiene 10.000.000.000.000.000 di molecole; in confronto l’atmosfera lunare ha meno di 1.000.000 di molecole nello stesso volume. Sembra ancora molto, ma è quello che consideriamo un ottimo vuoto sulla Terra. In effetti, la densità dell’atmosfera sulla superficie della luna è paragonabile alla densità delle frange più esterne dell’atmosfera terrestre in cui orbita la Stazione Spaziale Internazionale.
Di cosa è fatta l’atmosfera della luna? Abbiamo degli indizi., La missione Apollo 17 dispiegò uno strumento chiamato Lunar Atmospheric Composition Experiment (LACE) sulla superficie lunare. Ha rilevato piccole quantità di un certo numero di atomi e molecole tra cui elio, argon e possibilmente neon, ammoniaca, metano e anidride carbonica. Da qui sulla Terra, i ricercatori che utilizzano telescopi speciali che bloccano la luce dalla superficie della luna sono stati in grado di fare immagini del bagliore da atomi di sodio e potassio nell’atmosfera della luna mentre sono eccitati dal sole. Tuttavia, abbiamo solo una lista parziale di ciò che costituisce l’atmosfera lunare., Sono previste molte altre specie.
Pensiamo che ci siano diverse fonti di gas nell’atmosfera della luna. Questi includono fotoni ad alta energia e particelle del vento solare che bussano atomi dalla superficie lunare, reazioni chimiche tra il vento solare e il materiale di superficie lunare, evaporazione del materiale di superficie, materiale rilasciato dagli impatti di comete e meteoroidi e gasazione dall’interno della luna. Ma quale di queste fonti e processi sono importanti sulla luna? Ancora non lo sappiamo.,
Con la scoperta di significativi depositi di ghiaccio ai poli lunari da parte delle missioni Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) e Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della NASA e la scoperta di una sottile dispersione di molecole d’acqua nel suolo lunare da parte dell’Osservatorio a raggi X di Chandrayaan, un’altra affascinante possibilità ha catturato l’interesse dei ricercatori. L’atmosfera lunare può svolgere un ruolo chiave in un potenziale ciclo dell’acqua lunare, facilitando il trasporto di molecole d’acqua tra le aree polari e di latitudine inferiore., La luna potrebbe non solo essere più umida di quanto pensassimo una volta, ma anche più dinamica.
Una delle differenze critiche tra le atmosfere della Terra e della luna è il modo in cui le molecole atmosferiche si muovono. Qui nella densa atmosfera sulla superficie della Terra, il movimento delle molecole è dominato dalle collisioni tra le molecole. Tuttavia l’atmosfera della luna è così sottile, atomi e molecole non si scontrano quasi mai. Invece, sono liberi di seguire percorsi ad arco determinati dall’energia ricevuta dai processi sopra descritti e dall’attrazione gravitazionale della luna.,
Il nome tecnico per questo tipo di atmosfera sottile e senza collisioni che si estende fino al suolo è un “esosfera di confine superficiale.”Gli scienziati ritengono che questo possa essere il tipo più comune di atmosfera nel sistema solare. Oltre alla luna, Mercurio, gli asteroidi più grandi, un certo numero di lune dei pianeti giganti e anche alcuni degli oggetti lontani della fascia di Kuiper oltre l’orbita di Nettuno, tutti possono avere esosfere di confine superficiale. Ma nonostante quanto sia comune questo tipo di atmosfera, ne sappiamo molto poco., Avere uno proprio accanto sulla nostra luna ci offre un’eccezionale opportunità per migliorare la nostra comprensione.
Tra gli obiettivi del Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) sono quello di determinare la composizione e la struttura dell’atmosfera lunare tenue e capire come questi cambiano con il tempo, e come le condizioni esterne variano. Le misurazioni di LADEE arrivano in un momento chiave: con il crescente interesse per la luna da parte di un certo numero di nazioni, le missioni future potrebbero influenzare significativamente la composizione naturale dell’atmosfera lunare.