Credito d'immagine: Cornell University
Al Polo Sud della Luna, c'è una regione che è sempre all'ombra dei crateri che gli scienziati credono da tempo che potrebbero avere depositi di ghiaccio d'acqua. Nonostante il fatto che il ghiaccio sia stato rilevato da due veicoli spaziali che orbitavano attorno alla luna, un nuovo rilievo dell'area da parte del gigantesco osservatorio radio di Arecibo non è riuscito a trovare depositi di ghiaccio sulla superficie. Ciò non significa che il ghiaccio non sia presente, ma potrebbe essere intrappolato in una vasta area sotto la superficie, come il permafrost lunare. Arecibo è un ottimo strumento per rilevare il ghiaccio perché fornisce una firma ecologica molto specifica nello spettro radio.
Nonostante le prove di due sonde spaziali negli anni '90, gli astronomi radar affermano di non poter trovare segni di ghiaccio denso sui poli della luna. Se c'è acqua ai poli lunari, dicono i ricercatori, è ampiamente dispersa e permanentemente congelata all'interno degli strati di polvere, qualcosa di simile al permafrost terrestre.
Utilizzando il sistema radar a lunghezza d'onda di 70 cm presso l'Osservatorio di Arecibo della National Science Foundation (NSF), Puerto Rico, il gruppo di ricerca ha inviato segnali più profondi sulla superficie polare lunare - più di cinque metri (circa 5,5 iarde) - che mai prima a questa risoluzione spaziale. "Se c'è ghiaccio ai poli, l'unico modo per testarlo è quello di andare direttamente lì e fondere un piccolo volume attorno alla polvere e cercare acqua con uno spettrometro di massa", afferma Bruce Campbell del Center for Earth and Planetary Studies presso la Smithsonian Institution.
Campbell è l'autore principale di un articolo, "Sondaggio radar a lunga lunghezza d'onda dei poli lunari", nel numero del 13 novembre 2003 della rivista Nature. I suoi collaboratori sull'ultima sonda radar della luna erano Donald Campbell, professore di astronomia alla Cornell University; J.F. Chandler dell'Osservatorio Astrofisico di Smithsonian; e Alice Hine, Mike Nolan e Phil Perillat dell'Osservatorio di Arecibo, che è gestito dal National Astronomy and Ionosphere Center di Cornell per il NSF.
I suggerimenti sul ghiaccio lunare arrivarono per la prima volta nel 1996 quando i dati radio del veicolo spaziale Clementine fornirono alcune indicazioni della presenza di ghiaccio sulla parete di un cratere nel polo sud della luna. Quindi, i dati dello spettrometro di neutroni provenienti dal veicolo spaziale Lunar Prospector, lanciato nel 1998, indicavano la presenza di idrogeno e, di conseguenza, di acqua, a una profondità di circa un metro ai poli lunari. Ma le sonde radar del radar con lunghezza d'onda di 12 cm ad Arecibo non hanno mostrato prove di ghiaccio denso fino a una profondità di un metro. "Lunar Prospector aveva trovato concentrazioni significative di idrogeno ai poli lunari equivalenti al ghiaccio d'acqua a concentrazioni di un po 'del suolo lunare", afferma Donald Campbell. "Ci sono stati suggerimenti che potrebbe essere sotto forma di spessi depositi di ghiaccio a una certa profondità, ma questi nuovi dati di Arecibo lo rendono improbabile."
Dice Bruce Campbell, "Non ci sono posti che abbiamo visto con nessuna di queste lunghezze d'onda in cui si vede quel tipo di firma".
Il documento di Nature osserva che se il ghiaccio esiste ai poli lunari sarebbe considerevolmente diverso dagli "strati spessi e coerenti di ghiaccio osservati nei crateri in ombra su Mercurio", trovati nell'immagine radar di Arecibo. “Su Mercurio ciò che vedi sono depositi abbastanza spessi nell'ordine di un metro o più seppelliti da, al massimo, uno strato superficiale di polvere. Questo è lo scenario che stavamo cercando di inchiodare per la luna ", afferma Bruce Campbell. La differenza tra Mercurio e la luna, affermano i ricercatori, potrebbe essere dovuta al tasso medio più basso di comete che colpiscono la superficie lunare, a recenti impatti delle comete su Mercurio o a una più rapida perdita di ghiaccio sulla luna.
Ciò che rende i poli lunari buone trappole fredde per l'acqua è una temperatura di meno 173 gradi Celsius (meno 280 gradi Fahrenheit). L'arto del sole sorge a circa due gradi sopra l'orizzonte ai poli lunari in modo che la luce del sole non penetri mai nei crateri profondi e una persona in piedi sul pavimento del cratere non vedrebbe mai il sole. Il radar Arecibo ha sondato i piani di due crateri in ombra permanente sul polo sud lunare, Shoemaker e Faustini, e, sul polo nord, i piani di Hermite e diversi piccoli crateri all'interno del grande cratere Peary. Al contrario, Clementine si è concentrato sulle pareti inclinate del cratere di Shackleton, il cui pavimento non può essere "visto" dalla Terra. "C'è un dibattito su come interpretare i dati da una superficie ruvida e inclinata", afferma Bruce Campbell.
La sonda radar Arecibo è un rilevatore particolarmente buono di ghiaccio spesso perché sfrutta un fenomeno noto come "backscatter coerente". Le onde radar possono percorrere lunghe distanze senza essere assorbite dal ghiaccio a temperature molto inferiori allo zero. I riflessi delle irregolarità all'interno del ghiaccio producono un'eco radar molto forte. Al contrario, il suolo lunare è molto più assorbente e non dà un forte eco radar.
Fonte originale: Cornell News Release
