Il Vero Potere del Vento Solare

Il Vero Potere del Vento Solare

I pianeti e le lune del Sistema Solare sono continuamente bombardati da particelle emesse dal Sole. Sulla Terra possiamo contare sulla protezione della densa atmosfera e del campo magnetico. Ma sulla Luna e su Mercurio l’impatto è ben diverso: gli strati superiori della roccia vengono erosi gradualmente dall’impatto delle particelle del flusso solare.

Nuovi risultati dell’University of Technology di Vienna dimostrano che i modelli usuali relativi a questo processo sono incompleti. In alcuni casi gli effetti del bombardamento del vento solare sono molto più devastanti del previsto. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Icarus.

“Il vento solare consiste di particelle cariche, principalmente ioni di idrogeno ed elio, ma giocano un ruolo anche atomi più pesanti fino al ferro”, spiega Friedrich Aumayr della TU Wien. Queste particelle colpiscono le rocce superficiali ad una velocità da 400 a 800 km al secondo, e l’impatto può provocare l’espulsione di numerosi altri atomi, che si innalzano prima di ricadere in superficie, creando una “esosfera” attorno alla Luna e a Mercurio: un’atmosfera estremamente sottile di atomi espulsi dalla superficie rocciosa in seguito al bombardamento del vento solare. Tale esosfera è di grande interesse per la ricerca spaziale perché la sua composizione permette agli scienziati di dedurre la composizione chimica delle rocce in superficie, ed è più semplice analizzare l’esosfera piuttosto che far arrivare un lander in superficie. Questo è uno degli obiettivi della futura missione BepiColombo verso Mercurio.

Per caratterizzare meglio l’esosfera è fondamentale una comprensione precisa degli effetti del vento solare sulle rocce. Il team ha analizzato l’effetto del bombardamento di ioni sulla wollastonite, una tipica roccia lunare. “Finora si pensava che l’energia cinetica delle particelle veloci fosse in primo luogo responsabile dell’atomizzazione delle rocce superficiali”, spiega Paul Szabo, primo autore dello studio. “Ma questa è solo mezza verità: siamo stati in grado di dimostrare che la carica elettrica elevata delle particelle gioca un ruolo decisivo. Per questa ragione le particelle possono creare molti più danni sulla superficie di quanto si potesse pensare”.

Quando le particelle del vento solare hanno carica multipla, cioè quando sono prive di vari elettroni, trasportano una gran quantità di energia che viene rilasciata in un istante durante l’impatto. Di conseguenza non si possono trarre conclusioni precise sulla composizione delle rocce superficiali utilizzando un modello non corretto della composizione dell’esosfera. I protoni costituiscono la gran parte del vento solare, e per questo gli scienziati erano convinti che avessero gli effetti più importanti sulla roccia. Ma secondo il nuovo studio, in realtà, l’elio gioca il ruolo principale, dal momento che può essere doppiamente carico. E non si può neppure trascurare il contributo di ioni più pesanti con carica elettrica anche maggiore.
[ Barbara Bubbi ]

Nella rappresentazione artistica particelle veloci emesse dal Sole vanno a colpire Mercurio
Credit: NASA, montage: TU Wien

https://phys.org/news/2018-06-true-power-solar.html