Con la Luna come l'oggetto più prominente nel cielo notturno e una delle principali fonti di un'attrazione invisibile che crea maree oceaniche, molte culture antiche pensavano che potesse influenzare anche la nostra salute o il nostro stato d'animo - la parola "follia" ha la sua origine in questo credenza. Ora, una potente combinazione di astronavi e simulazioni al computer sta rivelando che la luna ha davvero un'influenza di vasta portata e invisibile - non su di noi, ma sul Sole, o più specificamente, sul vento solare.
Il vento solare è un sottile flusso di gas elettricamente conduttore chiamato plasma che viene costantemente spazzato via dalla superficie del Sole in tutte le direzioni a circa un milione di miglia all'ora. Quando un vento solare particolarmente veloce, denso o turbolento colpisce il campo magnetico terrestre, può generare tempeste magnetiche e di radiazione in grado di distruggere satelliti, reti elettriche e sistemi di comunicazione. La "bolla" magnetica che circonda la Terra respinge anche il vento solare, creando uno shock di prua di decine di migliaia di miglia attraverso il lato giorno della Terra dove il vento solare colpisce il campo magnetico e rallenta bruscamente dalla velocità supersonica a quella subsonica.
A differenza della Terra, la Luna non è circondata da un campo magnetico globale. "Si pensava che il vento solare si schiantasse sulla superficie lunare senza alcun preavviso o" respingendo "il vento solare", afferma il dott. Andrew Poppe dell'Università della California, Berkeley. Recentemente, tuttavia, una flotta internazionale di veicoli spaziali orbitanti lunari ha rilevato segni della presenza della Luna "a monte" nel vento solare. "Abbiamo visto fasci di elettroni e sorgenti ioniche sul lato giorno della Luna", afferma il dott. Jasper Halekas, anche dell'Università della California, Berkeley.
Questi fenomeni sono stati osservati fino a 10.000 chilometri (6.214 miglia) sopra la Luna e generano una sorta di turbolenza nel vento solare davanti alla Luna, causando sottili cambiamenti nella direzione e nella densità del vento solare. I fasci di elettroni furono visti per la prima volta dalla missione Lunar Prospector della NASA, mentre la missione giapponese Kaguya, la missione cinese Chang e la missione indiana Chandrayaan videro tutti pennacchi di ioni a bassa quota. La missione ARTEMIS della NASA ora ha visto sia i fasci di elettroni che i pennacchi di ioni, oltre a onde elettromagnetiche ed elettrostatiche recentemente identificate nel plasma davanti alla Luna, a distanze molto maggiori dalla luna. "Con ARTEMIS, possiamo vedere l'anello al plasma e oscillare un po ', sorprendentemente lontano dalla Luna", afferma Halekas. ARTEMIS significa "Accelerazione, riconnessione, turbolenza ed elettrodinamica dell'interazione della luna con il sole".
"Una regione turbolenta a monte denominata" avambraccio "è nota da tempo prima dello shock dell'arco terrestre, ma la scoperta di uno strato turbolento simile sulla luna è una sorpresa", ha affermato il dott. William Farrell del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Md. Farrell è a capo del centro scientifico lunare DREAM (Dynamic Response of the Environment At the Moon) della NASA, che ha contribuito alla ricerca.
Le simulazioni al computer aiutano a spiegare queste osservazioni mostrando che un campo elettrico complesso vicino alla superficie lunare è generato dalla luce solare e dal flusso del vento solare. La simulazione rivela che questo campo elettrico può generare fasci di elettroni accelerando gli elettroni fatti saltare dal materiale di superficie dalla luce ultravioletta solare. Inoltre, simulazioni correlate mostrano che quando gli ioni nel vento solare si scontrano con antichi campi magnetici “fossili” in alcune aree della superficie lunare, vengono riflessi nello spazio in un modello diffuso a forma di fontana. Questi ioni sono principalmente gli ioni (protoni) caricati positivamente di atomi di idrogeno, l'elemento più comune nel vento solare.
"È straordinario che campi elettrici e magnetici a pochi metri (iarde) dalla superficie lunare possano causare la turbolenza che vediamo migliaia di chilometri di distanza", afferma Poppe. Se esposti ai venti solari, altre lune e asteroidi nel sistema solare dovrebbero avere questo strato turbolento anche sui loro lati, secondo il team.
“Scoprire di più su questo livello migliorerà la nostra comprensione della Luna e potenzialmente di altri corpi perché consente alle informazioni sulle condizioni molto vicine alla superficie di propagarsi a grandi distanze, quindi un veicolo spaziale acquisirà la capacità di esplorare virtualmente vicino a questi oggetti quando è effettivamente lontano ", ha detto Halekas.
La ricerca è descritta in una serie di sei articoli recentemente pubblicati da Poppe, Halekas e dai loro colleghi della NASA Goddard, U.C. Berkeley, U.C. Los Angeles e l'Università del Colorado a Boulder in Geophysical Research Letters e il Journal of Geophysical Research. La ricerca è stata finanziata dal Lunar Science Institute della NASA, che è gestito presso il Centro ricerche Ames della NASA, Moffett Field, California, e supervisiona il centro scientifico lunare DREAM.
