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Forti campi magnetici intermittenti potrebbero spiegare uno dei grandi misteri della Luna

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È passato mezzo secolo dalle missioni Apollo, eppure i campioni lunari che hanno portato sulla Terra continuano a confonderci. Alcune di queste rocce hanno più di 3 miliardi di anni e sembrano essersi formate in presenza di un forte campo geomagnetico, come quello terrestre. Ma la Luna oggi non ha una magnetosfera; è troppo piccola e densa, e si è raffreddata fino al centro.

A differenza della Terra, l’interno della Luna non è costantemente in fermento con materiale elettricamente conduttivo che produce un campo geomagnetico. Allora, perché le rocce lunari ci dicono il contrario? È possibile che la Luna non si sia raffreddata così velocemente come pensavamo; forse, qualche miliardo di anni fa, il suo nucleo potrebbe essere stato ancora leggermente fuso.

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Ma anche se la Luna avesse mantenuto un campo magnetico stato sostenuto per un tempo più lungo di quanto pensiamo, è improbabile che la forza di questo campo, date le dimensioni della Luna, corrisponda a ciò che ci dicono le rocce di superficie.

I ricercatori hanno cercato di affrontare la questione da una nuova prospettiva, suggerendo che alcune zone della superficie lunare siano state esposte a brevi esplosioni di intensa attività magnetica.

In questo ultimo studio, due ricercatori della Stanford e della Brown University negli Stati Uniti hanno proposto un modello che descrive come potrebbero essersi formarsi questi campi di breve durata ma potenti.

Invece di pensare a come potrebbe essersi alimentato un forte campo magnetico continuativamente per miliardi di anni, forse c’è un modo che potrebbe avere generato un campo ad alta intensità in modo intermittente”, spiega il planetologo Alexander Evans.

Il nostro modello mostra come ciò può accadere ed è coerente con ciò che sappiamo sull’interno della Luna“.

Nel primo miliardo di anni circa dell’esistenza della Luna, il suo nucleo non era molto più caldo del mantello soprastante. Ciò significava che il calore proveniente dall’interno della Luna non aveva nessun posto dove dissiparsi, che è ciò che di solito fa muovere il materiale fuso. I pezzi più chiari e più caldi tendono a salire fino a quando non si raffreddano, mentre i pezzi più densi e più freddi affondano fino a quando non si scaldano, e così via.

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Nella giovinezza della Luna, un oceano di roccia fusa ne copriva probabilmente la superficie e, mentre il nostro satellite si raffreddava, questa roccia si sarebbe solidificata a velocità leggermente diverse. I minerali più densi, come l’olivina e il pirosseno, sarebbero scesi sul fondo e si sarebbero raffreddati per primi, mentre gli elementi più leggeri come il titanio sarebbero galleggiati verso l’alto e si sarebbero raffreddati per ultimi.

La roccia ricca di titanio, tuttavia, avrebbe pesato più dei solidi sottostanti, causando la caduta di frammenti vicini alla crosta lunare attraverso il mantello, proprio nel nucleo. I ricercatori ritengono che questo effetto di affondamento sia continuato almeno fino a 3,5 miliardi di anni fa, con almeno un centinaio di gocce di materiale ricco di titanio che hanno toccato il “fondo” in un miliardo di anni.

Ogni volta che una di queste massicce lastre, di circa 60 chilometri di raggio, si connetteva al nucleo, il cambio di temperatura avrebbe temporaneamente riacceso una sorprendente corrente di convezione, abbastanza forte da generare un forte impulso di magnetismo.

“Puoi immaginare una goccia d’acqua che colpisce il fondo una padella calda“, spiega Evans. “Hai qualcosa di veramente freddo che tocca il nucleo, e all’improvviso molto calore può fluire fuori. Ciò provoca un aumento della zangolatura nel nucleo, che ti dà questi campi magnetici a intermittenza forti“.

I nuovi modelli potrebbero aiutare a spiegare perché diverse rocce lunari mostrano firme magnetiche diverse. La magnetosfera lunare potrebbe non essere stata un fenomeno costante o coerente.

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Gli autori stanno ora testando la loro spiegazione guardando indietro alle rocce lunari per vedere se sono in grado di rilevare uno sfondo magnetico debole che solo occasionalmente viene perforato da una forza più forte. La presenza di un campo magnetico di sfondo più debole suggerirebbe che una magnetosfera più forte fosse l’eccezione e non la regola.

Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy.

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