Missione Grail: la Luna ha un passato violento

Da più di un anno, a far compagnia alla Luna ci sono due veicoli spaziali grandi quanto una lavatrice che le girano attorno in lungo e in largo. Sono le navicelle della missione Nasa Grail (Gravity Recovery and Interior Laboratory), lanciate nel settembre del 2011 per costruire una mappa della gravità del nostro satellite in modo da ottenere maggiori informazioni sulla sua composizione interna e approfondire ciò che si conosce sulla sua storia evolutiva. Questa settimana, tre studi pubblicati su Science Express descrivono i primi risultati arrivati dalle navicelle.

Prima di raccontare cosa dicono i dati, è interessante capire in che modo sono stati raccolti. Le due navicelle gemelle Ebb e Flow non viaggiano per conto proprio, ma si muovono parallelamente seguendo la stessa orbita, a circa 55 km dalla superficie lunare. A seconda che passino sopra aree di maggiore o minore gravità, influenzata sia dalla presenza di elementi topografici come montagne o crateri sia da masse localizzate sotto la superficie, si avvicinano o allontanano tra loro. La strumentazione di bordo delle navicelle, che comunicano attraverso onde radio, riesce a misurare i cambiamenti nella distanza che le separa anche di pochi micrometri (millesimi di millimetro) e a trasformarli in una mappa del campo gravitazionale della Luna.

Il primo studio, a firma di un gruppo di ricerca coordinato da Maria Zuber del Massachusetts Institute of Technology, negli Usa, ha ricostruito l’intero campo gravitazionale lunare, sia quello generato dalla superficie che dalla crosta. Per ottenere quest’ultimo, i ricercatori hanno agito d’ingegno. Hanno utilizzato le mappe topografiche della superficie lunare elaborate da altre navicelle in orbita attorno al satellite per ricostruire una mappa gravitazionale legata esclusivamente agli elementi superficiali. Poi, hanno “sottratto” questa mappa da quella ottenuta dai veicoli Grail per avere solo quella generata dalle masse interne alla Luna. Cosa hanno scoperto? Che la crosta lunare è estremamente omogenea e manca di dense strutture rocciose. È invece formata da materiale polverizzato. Ma questo, spiegano i ricercatori, significa che in passato la Luna è stata bombardata da molti più corpi di quanto si pensasse, e i numerosissimi impatti hanno sbriciolato le rocce interne.

Il secondo studio, condotto da Mark Wieczorek della Université Paris Diderot, in Francia, e colleghi, dimostra invece che la crosta lunare è più sottile di quanto si pensava, in media 32-34 km contro i 45 km delle ultime stime effettuate, pressappoco lo stesso spessore della costa continentale. La notizia era già stata anticipata qualche mese fa nel corso di un seminario all’Harvard – Smithsonian Center for Astrophysics. Dalle caratteristiche della crosta lunare, i ricercatori hanno ottenuto preziose informazioni anche sulla composizione interna del satellite, scoprendo che racchiude all’incirca la stessa percentuale di alluminio della Terra. “Questo risultato rafforza l’ipotesi che la Luna si sia originata da materiali staccatesi dalla Terra durante un impatto molto violento”, ha spiegato Mark Wieczorek.

Nell’ultimo studio, il gruppo di ricerca coordinato da Jeffrey Andrews-Hanna della Colorado School of Mines, negli Usa, parla invece dell’esistenza di canali di magma raffreddato lunghi anche 500 km che percorrono la Luna dall’interno alla parte superficiale della crosta. Secondo i ricercatori, risalgono alle prime fasi di espansione della Luna, quando il corpo caldo iniziava a estendersi verso l’esterno per poi finire per contrarsi e raffreddarsi. “Era un processo già ipotizzato ma che mancava di prove dirette. Ora la missione Grail ce le ha fornite”, ha affermato Jeffrey Andrews-Hanna.

Riferimenti: Science  Doi: 10.1126/science.1231507; Doi: 10.1126/science.1231530; Doi:10.1126/science.1231753  

Nell’immagine (Credits: NASA/ARC/MIT) una mappa della gravità della Luna misurata dalla missione Grail: le aree rosse sono quelle associate a più alti valori di gravità locale, quelle blu a valori più bassi