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Gli strumenti a bordo di tre diverse sonde spaziali hanno rivelato molecole d’acqua sulle regioni polari della luna

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Gli strumenti a bordo di tre diverse sonde spaziali hanno rivelato molecole d’acqua (H2O) in quantità maggiori di quanto previsto, seppur ancora in quantità relativamente piccole. Nel suolo lunare è stato trovato anche l’idrossile, un radicale formato da un atomo di ossigeno e di un atomo di idrogeno (-OH). I risultati sono stati pubblicati nell’edizione di mercoledì del giornale Science.

Le osservazioni sono state fatte dall’ M3 (M-cubed, ovvero il MMM) della NASA, a bordo della sonda Chandrayaan-1 dell’Organizzazione Indiana di Ricerca Spaziale. Insieme a lei anche le sonde della NASA Cassini e Epoxi hanno confermato la scoperta.

Un cratere lunare molto giovane osservato dall’M3

Un cratere lunare molto giovane osservato dall’M3. A destra, la distribuzione dei minerali contenenti acqua è indicata in falsi colori in azzurro.

“Il ghiaccio d’acqua sulla Luna è stato per molto tempo una specie di Sacro Graal per gli scienziati lunari” ha detto Jim Green, direttore della Divisione di Scienza Planetaria nella sede NASA di Washington. “Questa scoperta sorprendente è frutto dell’ingegnosità, della perseveranza e della cooperazione internazionale fra la NASA e l’Organizzazione Indiana di Ricerca Spaziale.”

Dal suo punto di osservazione in orbita lunare, lo spettrometro avanzato dell’M3 ha misurato la luce riflessa dalla superficie lunare nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso, suddividendone i colori in piccole parti, tali da rivelare un nuovo dettaglio sulla composizione della superficie. Quando il team dell’M3 ha analizzato i dati forniti dallo strumento, ha trovato che le lunghezze d’onda della luce assorbita erano compatibili con gli spettri di assorbimento delle molecole d’acqua e di idrossile.

“Ma attenzione! Quando diciamo ‘acqua sulla luna’, non intendiamo laghi, oceani, ma nemmeno pozze d’acqua” ha spiegato Carle Pieters, ricercatore capo del team M3 dell’Università di Providence, “ma significa molecole d’acqua e di idrossile che interagiscono con le molecole della roccia e della polvere presenti negli strati superficiali della superficie lunare.”

Il team M3 ha trovato acqua ed idrossile in diverse zone della parte illuminata dal Sole della superficie lunare, ma la presenza dell’acqua è apparsa maggiore ad elevate latitudini. (ndr: nell’articolo originale si parla sempre di “water signature”, tecnicamente intraducibile come “firma dell’acqua”, che in realtà è una specie di impronta digitale delle molecole d’acqua all’interno dello spettro elettromagnetico, che ne smascherano la presenza: più semplicemente ho tradotto l’espressione con un generico, ma se vogliamo meno preciso, “presenza d’acqua”. La “signature” indica per l’appunto solo la presenza, ma non ne precisa la quantità)

La presenza di tali molecole era già stata sospettata in precedenza durante il sorvolo della Luna da parte della sonda Cassini nel 1999, ma i risultati di questi studi non erano stati pubblicati finora.

l’immagine a sinistra mostra l’albedo e cioè la quantità di luce riflessa dalla superficie della Luna, mentre l’immagine a destra mostra le zone dove si ha l’assorbimento nell’infrarosso da parte delle molecole d’acqua e del radicale idrossile

Dati forniti dall’M3: l’immagine a sinistra mostra l’albedo e cioè la quantità di luce riflessa dalla superficie della Luna, mentre l’immagine a destra mostra le zone dove si ha l’assorbimento nell’infrarosso da parte delle molecole d’acqua e del radicale idrossile. La presenza d’acqua è più forte alle alte latitudini, vicino ai poli. La freccia blu indica il cratere Goldschmidt, una vasta area ricca di feldspato dove è massiccia la presenza d’acqua e di idrossile.

“I dati forniti dagli strumenti VIMS della sonda Cassini e dall’M3 sono molto simili”, dice Roger Clark, geologo presso la Geological Survey di Denver e membro dei team VIMS e M3, “Si vedono sia acqua che idrossile. Però, mentre l’abbondanza di queste molecole non è nota, si suppone che nella crosta lunare ci possano essere fino a 1000 molecole d’acqua per milione. Viste in prospettiva, se raccoglieste 1 ton (praticamente 907 kg) di materiale dalla superficie della Luna, potreste ottenere circa 32 once d’acqua (ndr: 32*28 = 896 grammi di acqua, negli USA si ostinano ad usare unità di misura non convenzionali)”.

Come ulteriore conferma, gli scienziati si sono rivolti alla sonda Epoxi, al momento del sorvolo della Luna nello scorso giugno durante il suo viaggio che prevede nel Novembre 2010 l’incontro con la cometa Hartley 2. Anche questa sonda ha confermato i dati del VIMS e dell’ M3 e ne ha fornita una probabile spiegazione.

“Per mezzo di analisi visuali e spettrografiche estese della zona polare boreale, siamo stati capaci di ottenere la distribuzione d’acqua e di idrossile in funzione della temperatura, della latitudine, della composizione delle rocce e dell’ora del giorno lunare” ha detto Jessica Sunshine (ndr: un nome, un presagio!), ricercatrice capo del team dell’Epoxi dell’Università del Maryland e scienziata del team M3, “La nostra analisi conferma inequivocabilmente la presenza di queste molecole sulla superficie lunare e rivela che l’intera superficie sembra essere idratata almeno durante una certa parte della giornata lunare”.

Dunque la scoperta della presenza di molecole d’acqua e di idrossile sulla Luna solleva nuove domande sull’origine dell’acqua lunare e sui suoi effetti sulla mineralogia lunare. Le risposte a tali domande saranno sicuramente oggetto di studio e di dibattito negli anni a venire.

I dettagli

Nell’immagine sottostante vediamo le osservazioni, effettuate dalla sonda Cassini il 19 agosto 1999, che mostrano la presenza d’acqua e di idrossile a latitudini elevate, anche in zone esposte ai raggi solari. Lo strumento denominato VIMS (“Visual and Infrared Mapping Spectrometer”) a bordo della Cassini ha effettuato le osservazioni durante il sorvolo della Luna, da un punto di vista poco al di sotto dell’equatore lunare: la croce gialla indica infatti il punto avente longitudine e latitudine pari a 0°.

osservazioni effettuate dalla sonda Cassini il 19 agosto 1999

In alto a sinistra vediamo la luce lunare riflessa nell’infrarosso dalla Luna e raccolta dal VIMS, mentre in alto a destra vediamo la Luna dall’ISS (“Imaging Science Subsystem”), un altro strumento sempre a bordo della Cassini.

In basso a sinistra vediamo l’andamento della temperatura a partire dai dati del VIMS e si vede che le temperature rilevate nelle zone equatoriali sono più alte della temperatura d’ebollizione dell’acqua (ndr notoriamente 100°C, cioè 373K, gradi Kelvin).

Al centro vediamo la mappa indicante la presenza d’acqua all’interno delle rocce, fornita dal VIMS, mentre in basso a destra vediamo la mappa della presenza nelle rocce lunari del radicale idrossile, formatosi a seguito di reazioni chimiche con i minerali e particelle di vetro dello strato superficiale della Luna.

Nell’immagine sovrastante vediamo invece i dati forniti dalla sonda Deep Impact (che in seguito è stata ribattezzata Epoxi) durante il sorvolo della Luna dal 2 al 9 giugno 2009, che rivelano la variazione della quantità d’acqua e di idrossile nel corso di una giornata lunare. Durante la settimana di osservazioni, la Luna ha ruotato di 90° (esattamente un quarto di una settimana lunare), come possiamo notare dallo spostamento della zona indicata in figura da “M”, un mare vulcanico, che il 2 giugno era nella zona di levante, mentre il 9 era esposta a mezzogiorno locale. Analogamente una zona ad alta quota “H” si trova a mezzogiorno all’inizio delle osservazioni e quasi al tramonto del Sole il giorno 9.

La sonda Deep Impact ha osservato una variazione significativa nella presenza di acqua e di idrossile al ruotare della Luna. La zona ad alta quota ad esempio, mostra una valore più basso durante il mezzogiorno locale (in rosso) rispetto ad un segnale maggiore (in blu) per il tramonto.

Analizzati insieme, i dati rivelano un cambiamento sistematico nella perdita di acqua dalla mattina fino a mezzogiorno, un recupero lungo il pomeriggio ed un ritorno ad un valore costante la sera. Questo ciclo diurno suggerisce che gli ioni di Idrogeno del vento solare possono essere una causa della reidratazione della superficie lunare.

Articolo in lingua originale
[Immagini fornite da ISRO/NASA/JPL-Caltech/Brown University]

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Classe 1955, è nato e vive a Roma, è laureato in Ingegneria Elettronica e lavora come sviluppatore software, ma avrebbe voluto laurearsi in Astronomia. Coltiva la passione per l’astronomia dal giorno dopo lo sbarco dell’uomo ... pagina autore

I 11 commenti di questo articolo sono in sola lettura poichè precedenti al nuovo restyling del portale. Iscriviti al Forum di Astronomia.com ed entra a far parte della nuova community!

  1. Scoperta grandiosa!!!! :razz:
    Ma vedrai che in tv se ne parlerà poco per dare spazio ai soliti imbecilli! :neutral:

  2. Non solo poco Silvia, ma anche male, cosi che la maggior parte delle persone o non ci crederanno o penseranno che ci siano laghi e fiumi (forse anche mari!).

  3. quindi, se è presente acqua, seppure in quantità minima, sul suolo (soprattutto nel suolo) lunare, ci sono larghe speranze che se ne trovi anche ed in maggior quantità su pianeti tipo Marte!

  4. @vito
    aspetta pazientemente che sta per arrivare un’altra news di Science@NASA proprio su Marte!!! Fantastico!
    :shock: :wink:

  5. Che bello!!
    Se perfino sulla luna c’è acqua, come si può escludere che gli elementi per la vita non siano presenti su altri pianeti? Fantastico! :cool:

  6. Notizia sensazionale, è veramente emozionante giorno per giorno aggiungere un tassello di conoscenza sugli oggetti che ci “fanno compagnia” così da vicino … e chissà quali soprese ci aspettano là fuori …

  7. Mah! Secondo me si tratta di entusiasmo inutile. Ossigeno e (soprattutto) idrogeno sono elementi diffusi nel cosmo. Diffusa è anche l’acqua una delle molecole più semplici che si trova perfino nelle nubi interstellari. Quindi nessuna sorpresa che venga trovata nello stato ATOMICO o nell’interno delle rocce. Diversa è invece la sua “estraibilità”: anche se un litro x tonnellata non è poco, immaginate quanta energia possa servire per estrarre quel litro. Sicuramente la cosa è difficile e soprattutto antieconomica: molto più semplice spedirla dalla Terra. Naturalmente sarebbe tutto diverso se invece trovassero ai poli lunari i famosi giacimenti di ghiaccio cometari nei crateri che restano sempre bui. Ma sia l’una che l’altra cosa sanno solo di boutade pseudo-scientifica da dare in pasto ai giornali e ai politici per far finanziare le ricerche del futuro (e il lavoro delle lobby economico-politiche che ci girano intorno). :evil:

  8. L’articolo originale è, se non scorretto, almeno incompleto dato che si parla di molecole d’acqua (e fin qui ok), ossidrile (ione?) e di molecole ossidrile. Queste ultime non esistono. Esiste lo ione ossidrile con carica elettrica negativa, ed esiste il “radicale” ossidrile elettricamente neutro. Sono due specie chimiche molto diverse, entrambe molto reattive. Non mi stupirebbe se, nel sito in argomento, fossero state trovate entrambe. Lo ione ossidrile si forma per naturale dissociazione dell’acqua, in proporzioni ben definite nelle varie condizioni chimico-fisiche che si possono trovare sulla Terra. Invece il “radicale” OH (radicale ossidrile) si potrebbe essere formato per la rottura del legame tra ossigeno e idrogeno (di una molecola d’acqua) ad opera di radiazioni ad alta energia (ad esempio ultraviolette).

  9. @gira.giraffa
    giustissimo: infatti come vedi io ho tradotto con un più corretto “… l’idrossile, un radicale formato da un atomo di ossigeno e di un atomo di idrogeno (-OH) …“, rispetto a “Hydroxyl, a molecule consisting of one oxygen atom and one hydrogen atom …“, palesemente errato, come giustamente fai notare tu!
    Sono pure d’accordo sulla tua analisi della provenienza del radicale, ma purtroppo le mie ultime nozioni di chimica risalgono al primo anno di Ingegneria, un bel po’ di anni fa…

  10. @gira.giraffa
    seguendo i link dell’articolo originale puoi arrivare al sito della NASA
    http://www.nasa.gov/topics/moonmars/features/moonm3-images.html
    dove ci sono moltissime altre foto e spiegazioni: se ti va di analizzarle tutte, poi potrai dirci se anche lì ci sono incongruenze…
    In effetti in Science@NASA hanno fatto un riassunto delle moltissime informazioni del sito originale, dal quale avevo tratto la seconda parte dell’articolo.