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THEMIS: identificati nuovi e potenzialmente dannosi modelli di radiazione solare sulla Luna

01 luglio 2020
In che modo il vento soffia nello spazio ha una nuova importanza per la sicurezza degli astronauti sulla Luna. Utilizzando i dati di diverse missioni della NASA, gli scienziati hanno scoperto che il vento creato da particelle ad alta velocità provenienti dal Sole può far sbattere la coda della bolla magnetica protettiva della Terra come fa una manica a vento durante le forti folate. Questo movimento può allungare così tanto la linea della coda da esporre la Luna a particelle cariche potenzialmente dannose dalle quali si riteneva invece di essere sempre protetti. Questa scoperta aggiunge una nuova sfida nel prevedere quando l'attività solare espone la Luna a tali particelle e aiuterà scienziati e ingegneri a prepararsi alle future missioni lunari.

Il nostro Sole fornisce luce vivificante ma emette anche particelle ad alta velocità - il vento solare - tra le quali alcune, provocate da eruzioni di particelle ad altissima energia, possono danneggiare i satelliti e gli umani nello spazio. Mentre la Terra è al sicuro all'interno della sua bolla magnetica - la magnetosfera - la Luna passa continuamente dentro e fuori dalla coda allungata di questa bolla protettiva mentre orbita attorno al pianeta. Durante il 25% del tempo che la Luna trascorre dietro la Terra - nella fase di Luna Piena - si trova all'interno della magnetosfera e si pensa che sia protetta. Ma questa nuova ricerca, pubblicata sul Journal of Geophysical Research: Space Physics , mostra che non è sempre così.
Gli scienziati hanno precedentemente dimostrato che abbastanza lontano dalla Terra - a distanze di 800.000 miglia dal pianeta - il vento solare può causare lo sbattimento della coda della magnetosfera. La nuova ricerca ha scoperto che ciò accade anche a solo un terzo di quella distanza, dove orbita la Luna. In periodi di elevata attività solare il Sole può rilasciare ulteriori emissioni di materiale nel vento solare, onde d'urto che si propagano attraverso l'intero Sistema Solare. Quando queste onde d'urto raggiungono la Terra hanno una forza sufficiente a cambiare la forma della magnetosfera, che già di suo assume la forma di una manica a vento a causa della pressione delle normali particelle del vento solare. Se il vento solare dopo l'onda d'urto è abbastanza forte, può causare un movimento talmente ampio da esporre la Luna a esso anche quando è situata dietro la Terra.



La nuova scoperta ha sfruttato diversi veicoli spaziali della NASA per osservare gli effetti di un'onda d'urto ad alta velocità che ha colpito la Terra nel 2012, viaggiando a 1,7 milioni di miglia all'ora. Lo shock è stato inizialmente misurato dalle missioni Advanced Composition Explorer, Cluster e Wind, che sono tutte situate tra la Terra e il Sole. Un'ora dopo sulla Luna, THEMIS-ARTEMIS ha visto cambiamenti nell'ambiente magnetico - un abbreviazione che sta per Time History of Events e Macroscale InteractionS - Acceleration, Reconnection, Turbulence and Electrodynamics of the Moon's Interaction with the Sun. THEMIS-ARTEMIS, una missione diversa dal nuovo programma Artemis dell'agenzia per l'esplorazione della Luna, che utilizza due satelliti in orbita lunare per studiare il suo ambiente spaziale.
I dati delle missioni hanno mostrato che il forte vento successivo all'onda d'urto ha spinto da parte la lunga coda della magnetosfera facendola ondeggiare avanti e indietro come una manica a vento. Il movimento da un lato all'altro era così ampio che ha esposto ripetutamente la Luna al vento solare per una mezz'ora. Questa ricerca ha anche dimostrato che l'esposizione alle particelle in area lunare potrebbe avvenire anche senza un'onda d'urto, ad esempio quando il vento solare soffia lateralmente, suggerendo che l'esposizione potrebbe avvenire anche più comunemente di quanto si pensasse in precedenza.
Mentre il programma Artemis della NASA si prepara a inviare nuovi esperimenti scientifici e tecnologici prima di un ritorno umano, è essenziale comprendere l'ambiente di radiazione delle particelle dell'area, che può potenzialmente danneggiare l'elettronica e gli esseri umani durante questi eventi di tempeste. I dati di THEMIS-ARTEMIS e di altre missioni aiutano scienziati e ingegneri a comprendere meglio l'ambiente lunare e aiuteranno a contestualizzare le scoperte fatte sulla superficie della Luna e a proteggere le risorse lunari.

fonti: NASA Goddard Space Center

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