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17-10-1995 - L'origine dell'atmosfera lunare

Le conclusioni a cui si e' giunti dopo l'analisi dei dati ottenuti nell'osservazione della tenue "atmosfera" del nostro satellite durante l'eclissi totale del 29/11/93, permetterebbero di restringere il campo delle ipotesi sulla sua possibile origine ed hanno inoltre messo in luce alcuni particolari interessanti sulla sua conformazione.
Lo studio, pubblicato sulla rivista "Nature" e' stato effettuato da due ricercatori della facolta' di fisica spaziale della Boston University, M.Mendillo e J.Baumgardner, nel tentativo di verificare alcune delle ipotesi piu' accreditate sulla sua formazione.

Quella che viene denominata "atmosfera lunare", visibile mediante particolari osservazioni spettroscopiche e mediante l'uso di filtri interferenziali come un debolissimo alone provocato dall'emissione di sodio e potassio dalla superficie, viene studiata con particolare attenzione in quanto puo' fornire importanti indizi sulla formazione e l'evoluzione dell'atmosfera degli altri corpi del sistema solare.

Le teorie prevedono che sia composta da atomi provenienti dalle rocce e dal suolo lunare liberati dagli impatti di micrometeoriti oppure per effetto del flusso degli ioni del vento solare o dei fotoni provenienti dal nostro astro. Ma potrebbe anche formarsi per "evaporazione" a causa delle alte temperature raggiunte dalla superfici esposte alla radiazione solare.
La raccolta dei dati durante l'eclissi totali permette il verificarsi di alcune condizioni particolari che diversamente non permettono delle verifiche complete, la sola osservazione dell'atmosfera lunare durante la luna piena per esempio, e' disturbata fortemente dalla luce riflessa dall'atmosfera terrestre mentre durante le eclissi, la superficie lunare resta in ombra e la riflessione cessa di essere un problema mentre l'alone resta comunque illuminato (il fenomeno e' lo stesso che rivela la corona solare durante le eclissi di sole).

Le caratteristiche piu' importanti riportate dallo studio sono l'estensione di questa atmosfera, che misurerebbe circa nove raggi lunari (oltre 14.000 Km dalla superficie) e la quasi totale simmetria radiale dell'alone ovverosia l'alone ha la stessa estensione in tutte le direzioni. Queste caratteristiche, in parziale contraddizione con alcune osservazioni precedenti, permettono di concludere che l'emissione causata dal vento solare non puo' essere la causa primaria della produzione dell'atmosfera lunare: infatti nel periodo di luna piena, il nostro satellite e' "al riparo", grazie all'influenza della magnetosfera terrestre, dal plasma solare. Per analogia l'origine dell'atmosfera di Mercurio, che ha una debole magnetosfera, non puo' quindi essere originata dal vento solare.

In base ad altre osservazioni anche l'ipotesi delle micrometeoriti, potrebbe essere scartata. Infatti tra i risultati ottenuti teoricamente supponendo le micrometeoriti come sorgente uniforme ovvero provenienti da tutte le direzioni, e la realta' osservata durante altre fasi lunari, mostrano differenze tali da far abbandonare almeno temporaneamente in attesa di ulteriori verifiche, anche questa ipotesi.

L'ipotesi dell'origine termica dell'atmosfera ha il suo nemico nella simmetria osservata durante le varie fasi lunari. Il riscaldamento della superficie lunare infatti, e' maggiore laddove il sole si trova allo zenith e decresce man mano che ci si avvicina al terminatore, il confine tra la zona illuminata e la zona in ombra del nostro satellite. Se l'ipotesi fosse vera, si dovrebbero osservare chiaramente delle asimmetrie nell'atmosfera, con dei picchi nelle zone zenitali osservabili durante i periodi di primo ed ultimo quarto, quando l'angolo Sole-Terra-Luna e' piu' favorevole a questo tipo di osservazione.

Rimane l'ipotesi dell'interazione dei fotoni, che potrebbe risultare di ampiezza sufficiente ma i cui meccanismi devono ancora essere studiati nel dettaglio.
In uno studio a parte, vengono fornite verifiche teoriche a favore di questa ipotesi. Partendo dal presupposto che Mercurio e la Luna abbiano una composizione simile e che il nostro satellite sia in una posizione orbitale tale da non essere investito dal vento solare (cioe' durante la Luna piena), gli effetti dell'interazione e quindi la "produzione" di un'atmosfera aumenterebbero col diminuire della distanza dal Sole, l'incidenza dei fotoni su Mercurio infatti e' maggiore che sulla Luna.

Fonte: Nature (377, 404-406, 1995)

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