Las poderosas tormentas solares pueden cargar el suelo en frígidos, regiones permanentemente en sombra cerca de los polos lunares, y posiblemente produzca "chispas" que podrían vaporizar y derretir el suelo, tal vez tanto como los impactos de meteoroides, según una investigación financiada por la NASA. Esta alteración puede volverse evidente al analizar muestras futuras de estas regiones que podrían ser la clave para comprender la historia de la luna y el sistema solar.

La luna casi no tiene atmósfera por lo que su superficie está expuesta al duro entorno espacial. Los impactos de pequeños meteoroides agitan o "cultivan" constantemente la capa superior de polvo y roca, llamado regolito, en la Luna. "Aproximadamente el 10 por ciento de esta capa ajardinada se ha derretido o vaporizado por impactos de meteoroides, "dijo Andrew Jordan de la Universidad de New Hampshire, Durham. "Descubrimos que en las regiones en sombra permanente de la luna, las chispas de las tormentas solares podrían derretirse o vaporizarse en un porcentaje similar ". Jordan es el autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado en línea en Ícaro 31 de agosto 2016.

Actividad solar explosiva, como llamaradas y eyecciones de masa coronal, explosiones muy enérgicas, partículas cargadas eléctricamente en el espacio. La atmósfera de la Tierra nos protege de la mayor parte de esta radiación, pero en la luna, estas partículas, iones y electrones, chocan directamente contra la superficie. Se acumulan en dos capas debajo de la superficie; los iones voluminosos no pueden penetrar profundamente porque es más probable que golpeen los átomos en el regolito, por lo que forman una capa más cercana a la superficie mientras los pequeños electrones se deslizan y forman una capa más profunda. Los iones tienen carga positiva mientras que los electrones tienen carga negativa. Dado que las cargas opuestas se atraen, normalmente, estas cargas fluyen entre sí y se equilibran.

En agosto de 2014, sin embargo, El equipo de Jordan publicó resultados de simulación que predice que las fuertes tormentas solares harían que el regolito en las regiones de sombra permanente (PSR) de la luna acumule carga en estas dos capas hasta que se libere de manera explosiva. como un rayo en miniatura. Los PSR son tan fríos que el regolito se convierte en un conductor de electricidad extremadamente pobre. Por lo tanto, durante las intensas tormentas solares, Se espera que el regolito disipe la acumulación de carga demasiado lentamente para evitar los efectos destructivos de una descarga eléctrica repentina. llamado ruptura dieléctrica. La investigación estima en qué medida este proceso puede alterar el regolito.

"Este proceso no es completamente nuevo para la ciencia espacial:las descargas electrostáticas pueden ocurrir en cualquier material (dieléctrico) de mala conducción expuesto a una intensa radiación espacial, y es en realidad la principal causa de anomalías en naves espaciales, "dijo Timothy Stubbs del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, coautor del artículo. El análisis del equipo se basó en esta experiencia. A partir de estudios de naves espaciales y análisis de muestras de las misiones lunares Apolo de la NASA, los investigadores sabían con qué frecuencia ocurren las grandes tormentas solares. De la investigación lunar anterior, estimaron que el milímetro superior de regolito sería enterrado por impactos de meteoroides después de aproximadamente un millón de años, por lo que sería demasiado profundo para estar sujeto a carga eléctrica durante las tormentas solares. Luego estimaron la energía que se depositaría durante un millón de años tanto por los impactos de meteoroides como por la ruptura dieléctrica provocada por las tormentas solares. y descubrió que cada proceso libera suficiente energía para alterar el regolito en una cantidad similar.

"Los experimentos de laboratorio muestran que la ruptura dieléctrica es un proceso explosivo a pequeña escala, ", dijo Jordan." Durante la avería, los canales podrían fundirse y vaporizarse a través de los granos del suelo. Algunos de los granos pueden incluso ser destrozados por la pequeña explosión. Los PSR son lugares importantes en la luna, porque contienen pistas sobre la historia de la luna, como el papel que ha jugado un material que se vaporiza fácilmente como el agua. Pero para descifrar esa historia, necesitamos saber de qué manera los PSR no son prístinos; es decir, cómo han sido erosionados por el entorno espacial, incluyendo tormentas solares e impactos de meteoritos ".

El siguiente paso es buscar evidencia de ruptura dieléctrica en los PSR y determinar si podría ocurrir en otras áreas de la luna. Las observaciones de la nave espacial Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA indican que el suelo en los PSR es más poroso o "esponjoso" que en otras áreas. lo que podría esperarse si la ruptura destruyera algunos de los granos del suelo allí. Sin embargo, experimentos algunos ya están en marcha, son necesarios para confirmar que la avería es responsable de esto. También, la noche lunar es larga (alrededor de dos semanas), por lo que puede volverse lo suficientemente fría como para que ocurra una ruptura en otras áreas de la luna, según el equipo. Incluso puede haber material "chispeado" en las muestras de Apolo, pero la dificultad radicaría en determinar si este material fue alterado por descomposición o impacto de un meteoroide. El equipo está trabajando con científicos del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en experimentos para ver cómo afecta la descomposición al regolito y buscar cualquier señal que lo distinga de los efectos de los impactos de meteoroides.