Le sonde GRAIL risolvono il mistero della gravità sulla Luna

Foto NASA/ARC/MIT.
I ricercatori hanno analizzato i dati raccolti dalle due sonde GRAIL, scoprendo l'origine di massicce e invisibili regioni sulla Luna che causano un'alterazione nell'intensità del campo gravitazionale. Grazie a queste nuove e preziose informazioni, le sonde attorno ad altri corpi celesti potranno in futuro navigare con una precisione ben maggiore.

Foto SA/JPL-Caltech/IPGP.
Le due sonde gemelle hanno operato per nove mesi, studiando l'intensità del campo gravitazionale e quindi la struttura interna e la composizione del nostro satellite naturale. Hanno così identificato le regioni dove, sotto la superficie, si nascondono massicce e dense strutture, note come mascon (dall'inglese mass concentrations, ossia concentrazioni di massa). Queste enormi strutture possono alterare significativamente l'intensità dell'attrazione gravitazionale, rendendo molto intenso il campo gravitazionale anche in zone di depressione, ossia dove l'attrazione dovrebbe essere minore che altrove.
Gli scienziati hanno inserito i dati raccolti da GRAIL in un modello computerizzato che simulava gli impatti di grandi asteroidi e l'evoluzione geologica dei crateri da impatto.
«I dati raccolti da GRAIL confermano che i mascon lunari sono stati generati dall'impatto di grandi asteroidi o comete contro l'antica Luna, quando il suo interno era molto più caldo di ora», spiega Jay Melosh della Purdue University. «Crediamo che i dati di GRAIL mostrino come la sottile crosta e il denso mantello della Luna si siano uniti allo shock causato da grandi impatti per creare un mosaico unico di anomalie di densità che riconosciamo come mascon».
Gli astronomi già sospettavano che i mascon avessero avuto origine con i bombardamenti di miliardi di anni fa, ma non era ancora chiaro se queste misteriose concentrazioni di massa fossero il risultato del riempimento del cratere di lava o dal rigonfiamento del mantello ricco di ferro in direzione della crosta.
I mascon hanno una tipica struttura che li rende facilmente identificabili. Al centro di queste strutture è visibile un aumento della gravità, avvolto da un anello in cui l'attrazione va sotto la media. Questo anello interno è a sua volta circondato da un anello più esterno in cui la gravità torna a livelli molto elevati. Queste caratteristiche uniche dei mascon sono il risultato della formazione, del collasso e del successivo raffreddamento di un cratere. L'aumento di gravità in alcune zone, come al centro del mascon o nell'anello esterno, è causato dal materiale lunare fuso dal calore dell'impatto.
«Conoscere i mascon significa che stiamo finalmente iniziando a capire le conseguenze geologiche dei grandi impatti», continua Melosh. «Il nostro pianeta ha sofferto simili impatti nel suo lontano passato, e capire la struttura di questi mascon può insegnarci qualcosa sull'antica Terra, forse come sono nate le placche tettoniche e cosa ha creato i primi depositi di minerali».
«I mascon sono stati identificati anche in associazione con bacini da impatto su Marte e Mercurio», spiega Maria Zuber del MIT di Cambridge. «Averli compresi sulla Luna ci può dire come i più grandi impatti abbiano modificato le giovani croste planetarie».
Le due sonde GRAIL, battezzate Ebb e Flow da alcuni studenti, sono state lanciate nel Settembre 2011. Hanno raggiunto un'orbita circolare e polare attorno alla Luna all'inizio del 2012, a un'altitudine di 55 chilometri. Misurando la distanza tra le due sonde con incredibile accuratezza – fino ai micron – gli scienziati sono stati in grado di mappare l'intensità del campo gravitazionale della Luna.
Ebb e Flow, completata la missione, hanno poi iniziato ad abbassare gradualmente la loro orbita, fino a schiantarsi contro la superficie lunare. Le cicatrici che le due sonde hanno lasciato sulla superficie lunare sono state fotografate dall'orbiter LRO.
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