Un’antica e colossale collisione potrebbe aver lasciato alcuni dei segreti più profondi della Luna sorprendentemente vicini ai futuri siti di atterraggio di Artemis. Ricreando l’impatto che ha formato il gigantesco bacino Polo Sud-Aitken, il cratere più grande e antico della Luna, gli scienziati hanno scoperto che un colpo a bassa angolazione da parte di un grande oggetto con nucleo di ferro ha proiettato materiale proveniente dalle profondità della Luna, comprese rocce del mantello.
Gli scienziati hanno acquisito nuove informazioni sul drammatico evento che ha creato il cratere da impatto più grande e antico conosciuto sulla Luna, una scoperta che potrebbe aiutare i futuri astronauti del programma Artemis a indagare alcuni dei segreti più profondi del nostro satellite.
I risultati provengono da due studi complementari, condotti in parte da ricercatori del Center for Lunar Origin and Evolution (CLOE), il team del Southwest Research Institute all’interno del Solar System Exploration Research Virtual Institute della NASA. Insieme, gli studi fanno luce su come si è formato l’enorme bacino del Polo Sud-Aitken (SPA) e dove potrebbe trovarsi oggi materiale lunare di valore.
Esplorando il più grande bacino da impatto della Luna.
Il bacino South Pole-Aitken (SPA) si trova sul lato nascosto della Luna ed è tra le strutture più antiche conservate del sistema solare. Grazie alle sue immense dimensioni e alla sua età, gli scienziati lo considerano una testimonianza unica della storia primordiale della Luna. Le aree vicine al bacino sono inoltre prese in considerazione per future missioni Artemis della NASA in prossimità del polo sud lunare.
“Il bacino offre agli scienziati una rara opportunità di studiare la storia più antica della Luna”, ha affermato il dottor William Bottke, direttore del CLOE e direttore esecutivo della Direzione scientifica dello SwRI a Boulder, in Colorado. È coautore degli studi. “La collisione ha colpito la superficie lunare con una forza tale da poter aver portato alla luce materiale proveniente dalle profondità della Luna, comprese porzioni del mantello lunare.”
Per comprendere meglio l’accaduto, i ricercatori hanno utilizzato simulazioni computerizzate avanzate per ricreare l’antico impatto che ha generato il bacino SPA. I risultati indicano un oggetto che si è avvicinato da nord e ha viaggiato verso sud prima di colpire la Luna con un angolo di incidenza ridotto.
Secondo le simulazioni, questo impatto a basso angolo spiega la caratteristica forma allungata e affusolata del bacino.
“La nostra simulazione riproduce fedelmente la forma e la natura del bacino d’impatto. Ci fornisce inoltre informazioni sul proiettile che lo ha generato e sulla direzione dell’impatto”, ha affermato il dottor Shigeru Wakita della Purdue University, autore principale dello studio sull’impatto condotto dalla SPA.
Evidenza di un impattore differenziato
Le simulazioni indicano che l’oggetto responsabile dell’impatto non era un semplice blocco di roccia. Si trattava invece probabilmente di un corpo differenziato con un nucleo di ferro circondato da materiale roccioso, simile a un piccolo protopianeta o a un asteroide differenziato.
Quando questo oggetto si scontrò con la Luna, scavò una cavità profonda e irregolare, generando al contempo un calore intenso che fuse la roccia al centro del bacino. L’impatto proiettò inoltre enormi quantità di materiale proveniente sia dalla crosta che dal mantello lunare nello spazio. Gran parte di questo materiale ricadde e si accumulò all’interno del bacino.
Materiale del mantello lunare in prossimità delle regioni di Artemis
Nel secondo studio, gli scienziati si sono concentrati su come questo materiale espulso si distribuisce al di sotto e intorno al bacino. Utilizzando misurazioni gravitazionali ad alta risoluzione, insieme a modelli che tenevano conto sia del materiale crostale che di quello del mantello, il team ha trovato prove che il bacino SPA probabilmente contiene grandi quantità di roccia proveniente dal mantello lunare.
L’analisi suggerisce che il materiale derivato dal mantello sia mescolato in tutto il bacino e all’interno della coltre di materiale espulso che lo circonda. Impatti successivi all’interno del bacino SPA potrebbero aver scavato in questi depositi sepolti ed esposto parte di essi in superficie, rendendoli potenzialmente accessibili a missioni robotiche e futuri astronauti.
“La precisa distribuzione del materiale del mantello è stata a lungo una grande incognita”, ha affermato il dottor Gabriel Gowman dell’Università dell’Arizona, autore principale dello studio basato sulla gravità. “I nostri modelli indicano che l’impatto SPA ha espulso una quantità sufficiente di materiale profondo da formare un deposito significativo che dovrebbe essere ancora accessibile oggi. Cosa ancora più importante, parte di questo materiale, in tracce, potrebbe essere presente nelle regioni considerate per gli atterraggi della missione Artemis.”
Nuovi obiettivi per la futura esplorazione lunare
Precedenti ipotesi suggerivano che il materiale più profondo scavato dall’impatto potesse essere concentrato in parti del bacino lontane dalle regioni del polo sud lunare destinate all’esplorazione. Tuttavia, le nuove simulazioni e le analisi gravitazionali delineano un quadro diverso.
I ricercatori hanno scoperto che i depositi contenenti materiale del mantello potrebbero essere diffusi in diverse porzioni della regione polare meridionale della Luna, comprese aree che i futuri astronauti del programma Artemis potrebbero potenzialmente visitare e studiare di persona.
“La combinazione di modelli di impatto e di gravità ci fornisce una potente tabella di marcia”, ha affermato Bottke. “Ci dice non solo come si è formato SPA, ma anche dove cercare le rocce che possono rispondere ad alcune delle nostre domande più importanti sull’origine e l’evoluzione della Luna.”
Lo studio “Un impattore differenziato verso sud forma la forma conica del bacino d’impatto Polo Sud-Aitken sulla Luna” è stato pubblicato su Science Advances . Un articolo correlato che esamina la gravità e la struttura dell’ejecta del bacino, “Mappatura gravitazionale del materiale del mantello lunare nell’ejecta del bacino Polo Sud-Aitken”, è stato pubblicato sul Journal of Geophysical Research: Planets .
Abstract
Il bacino Polo Sud-Aitken (SPA) è il bacino da impatto più grande e antico sulla Luna ed è stato scavato attraverso la crosta e nel mantello nelle prime fasi della storia lunare. In questo studio, utilizziamo i dati gravitazionali per identificare eterogeneità nella densità crostale che potrebbero indicare la presenza di materiale proveniente dalle profondità della crosta, nonostante l’assenza di firme spettrali superficiali. Mostriamo la presenza di un anello di circa 400 km di larghezza caratterizzato da anomalie gravitazionali di grande ampiezza e piccola scala, associate alla regione del bordo del bacino, che interpretiamo come il manto di materiale espulso dallo SPA. Eseguiamo una coppia di inversioni gravitazionali, variando lo spessore di uno strato denso o la concentrazione di materiale denso in uno strato misto per adattarlo alle osservazioni gravitazionali, e determiniamo che il manto di materiale espulso dallo SPA probabilmente contiene ≳5 milioni di km³. 3 di materiale derivato dal mantello. Tre crateri scavano le sorgenti di queste anomalie, rivelando composizioni variabili che implicano che il mantello lunare potrebbe aver avuto componenti ricchi di ortopirosseno e clinopirosseno a profondità simili al momento dell’impatto di SPA, con importanti implicazioni per la tempistica del rimescolamento del mantello. Le anomalie gravitazionali rivelano anche un anello di picchi di 1.440 km di diametro, precedentemente non notato, all’interno di SPA, che delinea la transizione tra l’ejecta collassato e lo strato di fusione centrale. L’anello di forti anomalie associate all’ejecta comprende la regione polare meridionale, suggerendo un sottosuolo fortemente eterogeneo vicino a diversi obiettivi di atterraggio di future missioni, comprese le prossime missioni Artemis. Questi risultati pongono un importante vincolo sulla formazione del bacino, rivelano la composizione del mantello e guideranno gli studi futuri volti a individuare questo materiale.
Riassunto in linguaggio semplice
Il bacino Polo Sud-Aitken è il bacino da impatto più antico, più grande e più profondo conosciuto sulla Luna. Durante la sua formazione, l’oggetto impattante ha scavato la crosta locale e raggiunto il mantello lunare, spargendo materiale sulla superficie proveniente dalle profondità della Luna. Nel corso del tempo, il materiale superficiale è stato mescolato da impatti successivi, nascondendo qualsiasi traccia di questa composizione distinta nelle misurazioni di superficie. Utilizzando misurazioni gravitazionali, tuttavia, possiamo rilevare variazioni di densità nel sottosuolo che suggeriscono che il bacino sia circondato da un anello di 400 km di diametro contenente depositi di materiale del mantello proveniente dalle profondità, di dimensioni pari a 30 km, che rimangono sepolti nella crosta superiore. Tre crateri da impatto si trovano al di sopra di questo materiale denso e lo espongono in superficie, dove potrebbe essere visitato e campionato da future missioni. Abbiamo anche identificato un anello di crosta ispessito sul fondo del bacino, che non è previsto dai modelli tipici di formazione dei bacini giganti. Grazie a queste misurazioni, possiamo ricavare informazioni sulla formazione dei bacini giganti, sulla composizione del mantello lunare e sulle possibili aree in cui future missioni potranno concentrarsi sui materiali espulsi dal bacino Polo Sud-Aitken. Questi risultati contribuiranno a raggiungere gli obiettivi scientifici chiave del programma Artemis della NASA, nonché a rispondere a importanti interrogativi sull’origine e l’evoluzione della Luna.
Materials provided by Southwest Research Institute. Note: Content may be edited for style and length.
- Shigeru Wakita, Brandon C. Johnson, Jeffrey C. Andrews-Hanna, Gabriel Gowman, Thomas M. Davison, Gareth S. Collins, Carys A. Bill, Simone Marchi, Amanda M. Alexander, William F. Bottke, Alexander J. Evans. A southward differentiated impactor forms the tapered shape of the South Pole–Aitken impact basin on the Moon. Science Advances, 2026; 12 (19) DOI: 10.1126/sciadv.aea1984
- Gabriel Gowman, Shigeru Wakita, Brandon C. Johnson, William F. Bottke, Simone Marchi, Daniel P. Moriarty, Jeffrey C. Andrews‐Hanna. Gravity Mapping of Lunar Mantle Material in South Pole‐Aitken Basin Ejecta. Journal of Geophysical Research: Planets, 2026; 131 (4) DOI: 10.1029/2026JE009665
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