Capire l’interno guardando l’esterno

Le missioni verso la Luna non servono solo a preparare i futuri hotel di lusso o a recuperare l’acqua per i loro bagni. A volte riescono anche a far Scienza, anche se i risultati vanno cercati tra pieghe ben nascoste. Il LRO e il GRAIL stanno analizzando punto a punto le deformazioni del nostro satellite, causate della marea terrestre, e permetteranno di leggere sempre meglio la parte veramente invisibile della Luna, ossia il suo interno.

Il LRO che sta tenendo sotto stretta osservazione la Luna dal 2009 e il GRAIL , stanno svolgendo un lavoro che prezioso è dir poco. Essi stanno mappando le deformazioni della superficie lunare causate dalla marea terrestre, tenendo conto delle zone di diversa gravità dovuta alla composizione del suolo. Un lavoro da certosino, ma estremamente utile, dato che rimane sempre il modo migliore per capire cosa vi è realmente all’interno del nostro satellite.

Fonte: NASA/JPL-Caltech

Ricordiamo, infatti, che la Luna è un corpo solido e che quindi le deformazioni della sua superficie dipendono fortemente dalla distribuzione del materiale al suo interno. L’unica parte ancora liquida può essere il nucleo più profondo e le ipotesi su di lui possono essere descritte solo sapendo come la Luna si “gonfia” e si “sgonfia” in punti diversi sotto l’effetto della gravità terrestre. La difficoltà della mappatura  e delle effettive dimensioni dei rigonfiamenti  sta anche nella conoscenza perfetta della distanza delle navicelle dal luogo lunare che si sta studiando. Se ciò che si osserva è più lontano di quanto si sia stimato, le dimensioni reali sono sottostimate e viceversa.

Inoltre, l’idea che la Luna volga sempre la stessa faccia alla Terra è solo una prima approssimazione. Teoricamente dovremmo aspettarci Luna e Terra come se fossero legate da un filo solidissimo e indeformabile che le mantenga immobili durante la loro rotazione attorno al comune baricentro. La marea reciproca darebbe luogo a due corpi che assumono entrambi una forma “ad uovo”. Sulla Terra, la massa liquida degli oceani favorisce questa configurazione, anche se poi vi sono ritardi e variazioni non certo trascurabili a causa degli attriti e molte altre cose. Sulla Luna, benché gli effetti gravitazionali siano ben maggiori, la crosta solida si oppone notevolmente alle forze che tendono a deformarla. Già così la faccenda non è semplice.

Se poi mettiamo in conto che la crosta si deforma di più o di meno a seconda del materiale di cui è composta e di cosa vi sta sotto, ecco che il lavoro si complica di molto. Ma non basta. La Luna ha un’orbita non perfettamente circolare e il suo asse di rotazione non coincide con la normale al piano orbitale. Tutto ciò dà luogo alla “celebre” librazione lunare che permette di vedere dalla Terra un po’ di più di “metà” Luna. Tuttavia, la librazione fa sì che cambi continuamente il punto che subisce una certa deformazione: esso si muove in modo abbastanza disordinato. Vista dalla Luna, la situazione dà luogo a un continuo traballamento della Terra. La librazione della Luna è ben mostrata nel filmato che segue…

librazione
La librazione lunare

Dobbiamo immaginare una situazione come quella che si ha quando due pesi sono in perfetto equilibrio su due piatti di una bilancia. Basta toccarli appena e la bilancia oscilla leggermente…

Alcune di queste variazioni sono ben conosciute, altre sono proprio le incognite che si vogliono ricavare. Insomma, un sistema che mette insieme un sacco di termini noti e di incognite, la cui risoluzione ha bisogno di una serie enorme di osservazioni. Impossibile da risolvere stando fermi sulla Terra, da dove si riesce a studiare solo e soltanto una parte del $satellite$. Ben diversa è la situazione quando le si gira attorno, proprio come fanno le due missioni spaziali. Pensate che sono stati scelti ben 350 000 punti sulla superficie lunare da tenere sotto controllo. Tanto per dare un’idea delle grandezze in gioco, le deformazioni del suolo lunare possono raggiungere il mezzo metro. Poco o tanto, a seconda di cosa si vuole determinare.

Grande pazienza e grande precisione per un lavoro poco pubblicizzato, ma di importanza fondamentale per carpire i segreti nascosti del nostro enorme $satellite$ e della sua origine. Un po’ alla volta, la forma della Luna e la sua deformazione punto a punto sarà acquisita perfettamente e messa in relazione alla mappa delle anomalie gravitazionali locali e ai modelli del suo interno. La nostra sorellina si mostrerà come una bolla di sapone in continua variazione di forma, sia su scala globale che locale. Basta un soffio per modificarla, così come per la Luna basta un’orbita non circolare, un asse non perpendicolare e una composizione non omogenea.

di Vincenzo Zappalà – tratto da: L’Infinito Teatro del Cosmo