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Luna: il mare Imbrium formato dall'impatto di un protopianeta

Luna: il mare Imbrium formato dall'impatto di un protopianeta
Crediti: NASA

Secondo un recente studio pubblicato sulla rivista Nature, un grande asteroide dalle dimensioni di un protopianeta colpì la Luna 3,8 miliardi di anni fa, formando il mare Imbrium. L'urto sarebbe stato molto più imponente di quanto ritenuto fino ad oggi.

Con la nostra ricerca "abbiamo dimostrato che Imbrium è stato formato da un oggetto assolutamente enorme, grande abbastanza per essere classificato come protopianeta", ha detto nella press release Pete Schultz, professore alla Brown University.
La nuova stima, circa 250 chilometri di diametro, si basa sull'analisi della geologia lunare, mentre le valutazioni precedenti scaturivano esclusivamente da modelli computerizzati, producendo dimensioni decisamente inferiori. Allo stesso tempo, osservando altri grandi bacini sulla Luna, o segni di impatti su Mercurio e su Marte, lo studio dimostra che il Sistema Solare deve essere stato ricco di grandi asteroidi e protopianeti all'inizio della sua storia.

Il mare Imbrium, visto dalla Terra, appare come una grande macchia scura nel quadrante nord-occidentale della Luna.
Ha un diametro di circa 1.200 chilometri ed è circondato da solchi e tagli abbastanza grandi da essere visti anche con piccoli telescopi terrestri, creati dalle rocce che furono espulse durante l'impatto. Queste incisioni, note come scultura dell'Imbrium, sono radiali a partire dal centro del bacino ma risultano più concentrate a sud-est suggerendo che l'impatto deve essere arrivato obliquamente da nord-ovest.

Mare Imbrium: solchi lasciati da grandi massi durante l'impatto

Crediti: NASA/Northeast Planetary Data Center/Brown University

Ma Imbrium presenta anche un'altra caratteristica: una seconda serie di scanalature allineate diversamente.
Queste sembrano provenire da una regione a nord-ovest, la stessa da cui è arrivato l'impatto.
"Questa seconda serie di scanalature era un vero mistero", ha detto Schultz.

Le simulazioni condotte tramite il Vertical Gun Range presso l'Ames Research Center della NASA hanno dimostrato che questi solchi sono stati formati dai primi pezzi di suolo lunare saltati durante l'impatto e perciò, è stato proprio grazie a loro che Schultz ha potuto stimare le dimensioni del corpo impattante.

L'Ames Vertical Gun Range (AVGR)

AVGRE' stato progettato per condurre esperimenti scientifici sui processi di impatto lunari per fornire supporto alle missioni Apollo ma a partire dal 1979, iniziò ad essere impiegato in diversi programmi della NASA.

E' in pratica una pistola che permette di lanciare proiettili a velocità comprese tra 1 e circa 7 km/s, in una camera di prova di 2,5 metri di diametro in cui può essere mantenuto il vuoto o che può essere riempita con differenti gas, in modo da simulare le diverse atmosfere planetarie. Anche il tipo di proiettile viene scelto a secondo degli scopi: può essere sferico, cilindrico, avere una forma irregolare o a grappolo; può essere metallico (alluminio, rame, ferro), minerale (quarzo, basalto) o vetro.

L'AVGR ha collaborato e collabora in diverse missioni interplanetarie, in particolare con quelle che prevedono impatti, come Deep Impact

Durante gli esperimenti con un angolo basso, Schultz ha notato che gli impattatori tendono a spezzarsi non appena entrano in contatto con la superficie e tale punto è decentrato rispetto al cratere finale. I pezzi che si staccano viaggiano a bassa velocità, rigando il suolo.
"Il punto chiave è che le scanalature fatte da questi pezzi non sono radiali verso il cratere ma provengono dalla regione del primo contatto", ha spiegato Schultz.
Dopo aver visto queste caratteristiche in laboratorio, Schultz ha lavorato con David Crawford dei Sandia National Laboratories per creare un'analoga simulazione al computer ma sulla scala degli impatti lunari. Questi calcoli hanno prodotto un diametro stimato di 250 chilometri, abbastanza grande per l'oggetto da essere classificato come un protopianeta. Ma si tratta in realtà di una stima prudenziale, ha detto Schultz: "l'impattatore potrebbe aver avuto anche un diametro di 300 chilometri".

Il team ha analizzato le dimensioni anche di altri mari lunari, come il Moscoviense e l'Orientale, trovando diametri dei corpi impattanti di 100 e 110 chilometri rispettivamente.

Origin and implications of non-radial Imbrium Sculpture on the Moon [abstract]

Rimmed grooves, lineations and elongate craters around Mare Imbrium shape much of the nearside Moon. This pattern was coined the Imbrium Sculpture, and it was originally argued that it must have been formed by a giant oblique (~30°) impact, a conclusion echoed by later studies. Some investigators, however, noticed that many elements of the Imbrium Sculpture are not radial to Imbrium, thereby implicating an endogenic or structural origin. Here we use these non-radial trends to conclude that the Imbrium impactor was a proto-planet (half the diameter of Vesta), once part of a population of large proto-planets in the asteroid belt. Such independent constraints on the sizes of the Imbrium and other basin-forming impactors markedly increase estimates for the mass in the asteroid belt before depletion caused by the orbital migration of Jupiter and Saturn. Moreover, laboratory impact experiments, shock physics codes and the groove widths indicate that multiple fragments (up to 2% of the initial diameter) from each oblique basin-forming impactor, such as the one that formed Imbrium, should have survived planetary collisions and contributed to the heavy impact bombardment between 4.3 and 3.8 billion years ago.

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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