Ci sono momenti in cui la Luna sembra avere una tenue atmosfera di particelle di polvere in movimento che salgono da e ricadono sulla superficie della Luna. Viste per la prima volta durante l'era Surveyor e Apollo, queste osservazioni erano completamente inaspettate e gli scienziati oggi stanno ancora cercando di capire questo fenomeno.
La prima indicazione che stava accadendo qualcosa di strano sulla superficie lunare risale agli anni '60, quando le telecamere della navicella spaziale Surveyor che puntavano verso l'orizzonte occidentale notarono una nuvola sospesa più luminosa che persisteva per diverse ore.
"Esistono molte altre osservazioni di questo tipo", ha affermato la dott.ssa Mihaly Horanyi del Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale dell'Università del Colorado Boulder. “Ad esempio, gli astronauti nei moduli di comando di Apollo che erano rimasti in orbita attorno alla Luna speravano di scattare immagini del cielo scuro, ma ovviamente c'è luce diffusa dalla polvere nello spazio interplanetario. Ma la luminosità sembrava anche seguire la superficie lunare, indicando che in qualche modo la polvere sta venendo fuori dalla superficie della Luna. "
Mentre gli astronauti di Apollo 8, 10 e 15 riferivano tutti simili nuvole di polvere, Apollo 17 nel 1972 vide e schizzò ripetutamente quelli che chiamavano "bande", "stelle filanti" o "raggi del crepuscolo" per circa 10 secondi prima dell'alba lunare o del tramonto lunare.
In aggiunta al mistero, anche su Apollo 17 c'era un rilevatore di polvere posizionato in superficie dagli astronauti, l'esperimento lunare Ejecta e Meteorite, che avrebbe dovuto misurare gli impatti ad alta velocità dei micrometeoriti che colpivano la luna.
"Invece le misurazioni hanno mostrato un aumento dei flussi di particelle che sono aumentati di cento volte quando il giorno si è trasformato in notte e la notte si è trasformata in giorno in quella posizione sulla Luna", ha detto Horanyi.
“Ognuna di queste misurazioni ha in qualche modo una spiegazione alternativa. Ma sembra che l'intero corpo di queste osservazioni sia meglio spiegato riconoscendo che la polvere - anche su un corpo senz'aria - può muoversi e prendere vita. ”
Anche se la Luna non ha atmosfera, Horanyi ha affermato che altri processi sono probabilmente correlati al plasma e all'ambiente di radiazione della Luna, "i processi elettrodinamici dell'ambiente lunare vicino alla superficie che possono avere campi elettrici abbastanza forti e la superficie può avere abbastanza cariche elettrostatiche che possono liberare la polvere e in qualche modo mescolarla o spostarla sulla superficie. "
In altre parole, la carica elettrostatica della superficie lunare fa levitare la polvere, precipitata - in qualche modo - dai cambiamenti della luce solare.
Horanyi ha detto che questo tipo di cose è stato visto su altri corpi senz'aria, come su Mercurio, comete e asteroidi.
"Ad esempio, il quasi atterraggio sull'asteroide Eros", ha detto Horanyi, "la gente ha notato che il fondo dei crateri è pieno di polvere fine, e non c'è abbastanza atmosfera, e sicuramente il corpo è troppo piccolo con scosse di asteroidi - la versione asteroide dei terremoti - quindi il possibile trasporto che intrappolerebbe o farebbe accumulare polvere in alcune regioni e sposterebbe da altre, è molto probabilmente un effetto al plasma. "
Horanyi e altri scienziati hanno fatto esperimenti di laboratorio per provare a replicare l'ambiente lunare per vedere se ha luogo un trasporto di polvere.
"Per la prima serie di esperimenti, immagina solo un pezzo di superficie con particelle di polvere su di esso, e noi illuminiamo la luce su questa superficie", ha detto, "in modo che metà sia illuminata, metà no, fingendo che ci sia una regione di terminazione , che il sole è tramontato da un lato e continua a brillare dall'altro. Quando illumini la luce sulla superficie con proprietà appropriate, puoi emettere elettroni foto, ma emetti solo elettroni dal lato illuminato e alcuni di quegli elettroni atterrano sul lato oscuro, - hai un surplus di carica positiva sul illuminato e una carica negativa si accumula sul lato notturno. In un paio di millimetri puoi facilmente generare una potenziale differenza di forse un watt, o una manciata di watt, che si traduce in realtà in campi elettrici su piccola scala, ma incredibilmente forti. Potrebbe essere come un chilowatt oltre un metro. Ma, naturalmente, esiste solo oltre un confine netto, e quel confine netto potrebbe essere la chiave per capire come iniziare a far muovere la polvere. ”
Horanyi ha detto nella regione transitoria in cui i confini si abbinano - confini illuminati e scuri, o confini tra il punto in cui la superficie è esposta a un plasma e dove non lo è - quelle nette transizioni potrebbero effettivamente superare l'adesione tra polvere e il resto della superficie e iniziare in movimento.
"Ed è qui che la storia diventa davvero interessante", ha detto.
Speriamo che una nuova missione chiamata LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) possa aiutare a spiegare questo mistero. È previsto il lancio nel 2013 e vola in bassa orbita lunare, vicino alla superficie di 30-50 km. Poiché la NASA potrebbe non inviare astronauti sulla Luna in qualunque momento presto, la missione di LADEE potrebbe ora essere leggermente diversa da quanto si pensasse in precedenza, ma ha ancora alcune importanti scienze da condurre.
Trasporterà tre strumenti, un riproduttore di immagini a infrarossi, uno spettrometro di massa neutro e un rilevatore di polvere, che Horanyi sta aiutando a costruire.
"Speriamo che sarà in grado di misurare minuscole, minuscole, piccole particelle che la gente sostiene siano loft dalla superficie", ha detto Horanyis. "E speriamo che in combinazione questi strumenti possano porre fine a questa argomentazione che abbiamo avuto dai primi anni '70 se la polvere viene realmente trasportata attivamente e rimescolata sulla superficie lunare oppure no."
