LADEE: c'è neon nell'esosfera della Luna

La sottile esosfera lunare contiene neon, un gas comunemente utilizzato sulla Terra per alcuni tipi di illuminazione ed insegne pubblicitarie.
I risultati arrivano dall'analisi dei dati della sonda della NASA Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer ( LADEE) che ha terminato con successo la sua missione il 18 aprile 2014, nei pressi del cratere Sundman V, sul lato opposto della Luna.

"La presenza di neon nell'atmosfera della Luna è stata oggetto di speculazioni fin dalle missioni Apollo ma non sono mai state effettuate rilevazioni credibili", ha detto Mehdi Benna, del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland e dell'University of Maryland, Baltimore County.
"Siamo stati perciò particolarmente lieti, non solo di confermare la sua presenza ma di mostrare che è relativamente abbondante".

Tuttavia, non ce n'è abbastanza da "accendere" l'atmosfera del nostro satellite. Definita tecnicamente come " esosfera", è così sottile che gli atomi difficilmente si scontrato ma è di grande interesse per gli scienziati perché le esosfere sono diffuse nel nostro Sistema Solare e sono così poco dense che i gas di scarico dei veicoli spaziali possono facilmente alterarne la composizione. Basta ricordare le interferenze notate da LADEE quando arrivò in orbita lunare la sonda cinese Chang'E 3 con il rover Yutu a bordo.

La maggior parte delle esosfere si formano per interazione con il vento solare, il flusso di gas elettricamente carico soffiato dalla superficie del Sole.
Il vento solare è formato per la maggior parte da idrogeno ed elio ma contiene anche quantità minori di altri gas, tra cui il neon. Tutti questi elementi hanno un impatto sulla Luna ma solo l'elio, il neon e l'argon sono abbastanza volatili da essere restituiti indietro nello spazio; gli altri, invece, rimangono depositati per un tempo indeterminato sulla superficie.

Lo strumento NMS ( Neutral Mass Spectrometer) a bordo della sonda LADEE, dopo sette mesi di analisi, ha confermato la presenza di elio, neon ed argon e la loro abbondanza relativa legata al giorno lunare: l'elio ha un picco verso l'1 di notte, il neon alle 4 del mattino e l'argon al sorgere del Sole.

NMS ha mostrato, inoltre, che l'esosfera lunare non si forma solo a causa del del vento solare ma alcuni gas provengono dalle rocce in superficie. Ad esempio, l'argon-40 deriva dal decadimento naturale di potassio-40 (un isotopo radiativo del potassio), che si trova nelle rocce di tutti i pianeti terrestri, come residuo dalla loro formazione.

"Siamo stati anche sorpresi di scoprire che l'argon-40 crea un rigonfiamento locale sopra una parte insolita della superficie lunare, la regione del Mare Imbrium [ dove è atterrato Yutu N.d.R.] e Procellarum", ha detto Benna. Anche se la ragione di questa peculiarità localizzata è ancora da comprendere "non si può fare a meno di notare che questa regione sembra essere il luogo in cui il potassio-40 è più abbondante. Quindi potrebbe esserci una connessione tra l'argon atmosferico, il potassio in superficie e le fonti interne profonde", ha aggiunto.

Anche la quantità complessiva di argon nell'esosfera ed il suo andamento, ha stupito gli scienziati: durante il corso della missione LADEE, c'è stato prima un incremento e poi una diminuzione del 25% circa. Secondo Benna, questa fonte transitoria di argon può essere il risultato di un maggiore degassamento dalla superficie, attivato dallo stress di marea sulla Luna esercitato dall'attrazione gravitazionale della Terra.

NMS ha anche rilevato una fonte inaspettata di elio nell'esosfera lunare.
"Circa il 20% di elio viene dalla Luna stessa, molto probabilmente come risultato dal decadimento del torio e dell'uranio radioattivo, che si trovano nelle rocce lunari", ha dichiarato Benna, concludendo:
"I dati raccolti dal NMS affrontano questioni di lunga data relative alle fonti ed ai pozzi di elio ed argon esosferici, che sono rimaste senza risposta per quattro decenni. Queste scoperte sottolineano i limiti dei modelli esosferici attuali e la necessità di predisporne di più sofisticati in futuro".