Questa mappa mostra il campo gravitazionale della luna misurato dalla missione GRAIL della NASA. Credito immagine: NASA/ARC/MIT
I primi risultati scientifici dei gemelli orbitanti lunari GRAIL della NASA forniscono dettagli incredibili dell'interno della Luna e la mappa del campo gravitazionale a più alta risoluzione di qualsiasi corpo celeste, inclusa la Terra.
I dati del Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mostrano antiche strutture interne precedentemente sconosciute, forniscono dettagli fino a cinque ordini di grandezza migliori rispetto a precedenti studi sulla Luna e forniscono informazioni senza precedenti sulla superficie lunare e sul campo gravitazionale.
La navicella gemella, soprannominata Ebb e Flow, invia segnali radio l'una all'altra e viene misurata qualsiasi variazione di distanza tra le due mentre girano intorno alla Luna, fino a variazioni di appena 50 nanometri al secondo. 'È 1/20.000° della velocità con cui si muove una lumaca', ha detto Maria Zuber, Principal Investigator di GRAIL, parlando oggi alla conferenza dell'American Geophysical Union.
Le nuove mappe di gravità rivelano un'abbondanza di caratteristiche come strutture tettoniche, morfologie vulcaniche, anelli di bacini, picchi centrali di crateri e numerosi crateri semplici a forma di ciotola. I dati mostrano anche che il campo gravitazionale della luna è diverso da quello di qualsiasi altro pianeta terrestre nel nostro sistema solare.
Gli strumenti sulla navicella spaziale GRAIL possono sondare all'interno del pianeta. Gli incredibili video pubblicati oggi mostrano un'abbondanza di dettagli che il team ha affermato di aver appena iniziato a studiare.
Sottraendo la gravità dalle caratteristiche della superficie si ottiene quella che viene chiamata una mappa gravitazionale di Bouguer. Ciò che rimane è una visione delle anomalie di massa all'interno della Luna dovute a variazioni dello spessore crostale o della densità del mantello. Nel video sopra, i prominenti massimi circolari vicini (in rosso) indicano le ben note concentrazioni di massa o 'mascon', ma sono visibili anche molte nuove caratteristiche simili ritrovate sul lato opposto.
'Il novantotto percento della gravità locale è associato alla topografia, mentre il 2% sono altre caratteristiche gravitazionali', ha affermato Zuber. “Puoi vedere gli occhi di bue dei masconi lunari, ma per il resto vediamo una superficie interna liscia. L'unico modo in cui ciò potrebbe accadere è se gli impatti sulla Luna primordiale rompessero la superficie interna'.
Queste mappe della luna mostrano le anomalie gravitazionali 'Bouguer' misurate dalla missione GRAIL della NASA. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/CSM
La mappa della gravità di Bougeur ha anche rivelato prove di antiche attività vulcaniche sotto la superficie della Luna e strane anomalie gravitazionali lineari.
'Nei gradienti della mappa gravitazionale di Bouguer, abbiamo visto caratteristiche che non ci aspettavamo', ha affermato Jeff Andrews-Hanna, co-investigatore di GRAIL. “Abbiamo identificato una vasta popolazione di anomalie gravitazionali lineari. Non ne vediamo alcuna espressione sulle mappe topografiche, quindi deduciamo che si tratta di antiche strutture interne'.
La missione GRAIL della NASA ha rivelato un'anomalia di gravità lineare che interseca il bacino del Crisium sul lato opposto della luna. I dati del gradiente gravitazionale GRAIL sono mostrati a sinistra, con la posizione dell'anomalia indicata. Il rosso e il blu corrispondono a gradienti gravitazionali più forti. I dati topografici sulla stessa regione del Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA Lunar Orbiter Laser Altimeter sono mostrati a destra; questi dati non mostrano alcun segno dell'anomalia gravitazionale. Credito: NASA/JPL-Caltech/CSM
Ad esempio, questa immagine del bacino del Crisium, che forma uno degli occhi dell''uomo sulla luna', le mappe di gravità mostrano una caratteristica lineare che attraversa il bacino mentre le mappe topografiche non mostrano tale caratteristica correlata. 'Questo ci dice l'anomalia gravitazionale formatasi prima degli impatti', ha detto Andrews-Hanna.
Queste mappe del lato vicino e lontano della luna mostrano i gradienti gravitazionali misurati dalla missione GRAIL della NASA, evidenziando una popolazione di anomalie della gravità lineare. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/CSM
Ulteriori dati rivelano che la crosta interna della Luna è quasi completamente polverizzata. Leggi di più a riguardo nel nostro secondo articolo sui nuovi risultati GRAIL.
Altri dati rivelano che la crosta lunare è più sottile di quanto si pensasse in precedenza.
'Utilizzando i dati sulla gravità di GRAIL, abbiamo scoperto che lo spessore medio della crosta è di 32-34 chilometri, circa 10 km in meno rispetto agli studi precedenti', ha affermato Mark Wieczorek, co-investigatore di GRAIL. “Abbiamo scoperto che l'abbondanza di alluminio sulla Luna è quasi la stessa di quella della Terra. Ciò è coerente con una recente ipotesi che la Luna sia derivata da materiali dalla Terra quando si è formata durante un gigantesco evento di impatto.
La missione GRAIL della NASA ha ripreso questo video di sorvolo sopra il bacino del Mare Orientale della luna terrestre. È stato raccolto dal MoonKAM a bordo della navicella spaziale Ebb di GRAIL il 7 e l'8 aprile 2012. Credito del film: NASA/JPL-Caltech/Sally Ride Science
Durante la sua missione principale, i due veicoli spaziali GRAIL hanno orbitato a soli 55 km sopra la superficie della Luna. Questa distanza ravvicinata è il motivo per cui GRAIL sta producendo i migliori dati sul campo gravitazionale per qualsiasi pianeta, inclusa la Terra.
'GRACE sta ancora raccogliendo ottimi dati sul campo gravitazionale terrestre, ma poiché la Terra ha un'atmosfera, GRACE deve orbitare a 500 km', ha affermato Zuber. 'Niente batte andare in basso.'
Zuber ha affermato che il team di GRAIL ha imparato da GRACE ed è stato in grado di apportare 'alcuni miglioramenti giudiziosi'. Ha anche suggerito che questa tecnologia dovrebbe essere utilizzata per ogni corpo planetario del sistema solare e ha lanciato un'idea allettante: 'Immagina di mappare le correnti sotto la superficie di Europa', ha detto.
GRAIL termina la missione scientifica primaria a maggio e sta attualmente lavorando in una missione estesa in cui l'altitudine delle navicelle è stata abbassata a soli 23 km sopra la superficie. 'Stiamo aprendo un'altra finestra in termini di geofisica, quindi presto sentirete i risultati dei nuovi set di dati', ha affermato Sami Asmar, membro del team GRAIL.
In una sessione della conferenza AGU nel corso della giornata, Zuber ha rivelato che domani, 6 dicembre 2012, il team abbasserà la navicella spaziale GRAIL fino a soli 11 km sopra la superficie lunare.
Concetto artistico della missione GRAIL, con due astronavi gemelle in orbita in tandem attorno alla luna per misurare il suo campo gravitazionale con dettagli senza precedenti. Credito immagine: NASA/JPL
La missione estesa terminerà presto, a metà dicembre, e poco dopo le due navicelle si schiantaranno intenzionalmente sulla superficie lunare. Il team ha affermato oggi che stanno ancora formulando idee per lo scenario di impatto e stanno esaminando la possibilità di mirare gli incidenti in modo che siano nel campo visivo degli strumenti sul Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA.