Lo Stato di Cassini del nucleo interno della Luna
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Un nuovo modello di sulla dinamica di rotazione della Luna prende in esame, per la prima volta, il nucleo solido del nostro pianeta aiutando a fornire una motivazione alle oscillazioni


Fonte Christopher Stys et al. The Cassini State of the Moon's Inner Core, Journal of Geophysical Research: Planets (2018)


Luna
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Un nuovo modello di sulla dinamica di rotazione della Luna prende in esame, per la prima volta, il nucleo solido del nostro satellite aiutando a fornire una motivazione alle oscillazioni intorno al proprio asse.

La risposta sta nella complessa geometria dell'orbita lunare, bloccata in quel che è noto come "Stato di Cassini", secondo l'Università dell'Alberta e del suo esponente Matthieu Dumberry

La Legge di Cassini fornisce una descrizione compatta del moto lunare e venne stabilita nel 1693, come il nome suggerisce, da Giovanni Domenico Cassini. Da allora la Legge è stata rifinita per includere le librazioni ed estesa ad altri satelliti e pianeti. 

  1. La Luna ha una risonanza rotazione-rivoluzione 1:1, il che vuol dire che il tasso rotazione-orbita è tale da indurre la Luna a mostrare sempre la stessa faccia alla Terra;
  2. L'asse di rotazione della Luna mantiene un angolo costante di inclinazione rispetto all'eclittica e precede tracciando un cono che interseca il piano dell'eclittica come un cerchio;
  3. Un piano formato da una normale al piano eclittico e una normale al piano orbitale lunare conterrà l'asse di rotazione della Luna. 

L'asse di rotazione lunare punta sempre a circa 1.5° di distanza rispetto al polo nord eclittico e la normale al piano orbitale lunare e il suo vettore di rotazione sono sempre ai lati opposti del piano dell'eclittica. 
Sia la normale al piano orbitale sia l'asse di rotazione precedono intorno al polo eclittico nello stesso periodo di circa 18.6 anni con moto retrogrado. 
Un sistema che risponde a queste leggi è definito in "Stato di Cassini": uno stato di rotazione evoluto in cui assi di rotazione, orbite normali e normali al piano di Laplace sono coplanari mentre l'obliquità resta costante. Il piano di Laplace è definito come il piano al quale l'orbita del pianeta o del satellite precede con inclinazione costante. 
Lo Stato di Cassini è definito come la situazione per la quale gli assi di rotazione e gli assi delle orbite normali sono nello stesso lato della normale del piano di Laplace. Lo Stato 2 di Cassini si ha quando assi di rotazione e assi della normale dell'orbita sono in direzioni opposte rispetto alla normale del piano di Laplace. La Luna si trova nello Stato 2 di Cassini. 

Il nuovo modello ha preso in carico tutte le forze provando a fornire previsioni sull'angolo del nucleo interno della Luna. L'inclinazione dell'angolo può essere predetta ma è necessario conoscere accuratamente la struttura interna del satellite. Sappiamo che non è allineato al mantello o al nucleo fluido. E' stata determinata una inclinazione di 17° rispetto al mantello in una direzione e di 33° nell'altra.

Se gli scienziati possono identificare l'angolo del nucleo interno, possono anche sviluppare un disegno più accurato circa l'interno della Luna. Comprendere la composizione dell'interno del satellite fornisce indizi riguardo la formazione della Luna stessa e la storia primordiale della Terra.