Un mapa de gravedad al aire libre de alta resolución basado en datos devueltos por la misión del Laboratorio Interior y Recuperación de Gravedad de la NASA, superpuesto en terreno basado en datos de cámara y altímetro del Orbitador de reconocimiento lunar de la NASA. La vista es hacia el sur, con el polo sur cerca del horizonte en la parte superior izquierda. El terminador cruza el borde oriental de la cuenca de Schrödinger. La gravedad se pinta en las áreas que están en o cerca del lado nocturno. El rojo corresponde a los excesos de masa y el azul a los déficits de masa. Crédito:Estudio de visualización científica de la NASA
La región del polo sur de la Luna alberga algunos de los entornos más extremos del sistema solar:hace un frío inimaginable, enormemente lleno de cráteres, y tiene áreas que están constantemente bañadas por la luz del sol o por la oscuridad. Esta es precisamente la razón por la que la NASA quiere enviar astronautas allí en 2024 como parte de su programa Artemis.
La característica más atractiva de esta región más al sur son los cráteres, algunos de los cuales nunca ven la luz del día llegar a sus pisos. La razón de esto es el bajo ángulo de luz solar que incide en la superficie de los polos. Para una persona parada en el polo sur lunar, el sol aparecería en el horizonte, iluminando la superficie de lado, y, por lo tanto, rozando principalmente los bordes de algunos cráteres dejando sus profundos interiores en la sombra.
Como resultado de la oscuridad permanente, El Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA ha medido las temperaturas más frías del sistema solar dentro de estos cráteres, que se han hecho conocidos como entornos perfectos para preservar materiales como el agua durante eones. O eso pensamos.
Resulta que a pesar de que la temperatura desciende a -388 grados Fahrenheit (-233 Celsius) y presumiblemente puede mantener la escarcha en el suelo prácticamente para siempre, el agua se escapa lentamente por la parte superior, capa súper delgada (más delgada que el ancho de un glóbulo rojo) de la superficie de la Luna. Los científicos de la NASA informaron este hallazgo recientemente en un artículo de la revista. Cartas de investigación geofísica .
"La gente piensa que algunas áreas de estos cráteres polares atrapan agua y eso es todo, "dijo William M. Farrell, un físico de plasma en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien dirigió la investigación sobre las heladas lunares. "Pero hay partículas de viento solar y meteoritos que golpean la superficie, y pueden provocar reacciones que suelen ocurrir a temperaturas superficiales más cálidas. Eso es algo que no se ha enfatizado ".
A diferencia de la Tierra, con su atmósfera lujosa, la Luna no tiene atmósfera para proteger su superficie. Entonces, cuando el Sol rocía partículas cargadas conocidas como viento solar en el sistema solar, algunos de ellos bombardean la superficie de la Luna y levantan moléculas de agua que rebotan hacia nuevas ubicaciones.
Igualmente, Los meteoritos caprichosos chocan constantemente contra la superficie y arrancan el suelo mezclado con trozos de agua congelada. Los meteoritos pueden arrojar estas partículas del suelo, que son muchas veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano, a una distancia de hasta 30 kilómetros (19 millas) del lugar del impacto. dependiendo del tamaño del meteoroide. Las partículas pueden viajar tan lejos porque la Luna tiene poca gravedad y no hay aire que ralentice las cosas:"Así que cada vez que tienes uno de estos impactos, una capa muy fina de granos de hielo se extiende por la superficie, expuestos al calor del sol y al entorno espacial, y eventualmente sublimado o perdido por otros procesos ambientales, "dijo Dana Hurley, un científico planetario del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland.
Si bien es importante tener en cuenta que incluso en los cráteres sombreados el agua se filtra lentamente, es posible que se esté agregando agua, también, los autores del artículo señalan. Cometas helados que chocan contra la Luna más el viento solar, podría reponerlo como parte de un ciclo global del agua; eso es algo que los científicos están tratando de averiguar. Adicionalmente, no está claro cuánta agua hay. ¿Está sentado solo en la capa superior de la superficie de la Luna o se extiende profundamente en la corteza de la Luna? los científicos se preguntan?
De cualquier manera, la capa superior de los suelos de los cráteres polares se está reelaborando durante miles de años, según cálculos de Farrell, Hurley, y su equipo. Por lo tanto, los débiles parches de escarcha que los científicos han detectado en los polos utilizando instrumentos como el instrumento Lyman Alpha Mapping Project (LAMP) de LRO podrían ser solo 2, 000 años, en lugar de millones o miles de millones de años como algunos podrían esperar, Estimó el equipo de Farrell. "No podemos pensar en estos cráteres como puntos muertos helados, " El lo notó.
Cráter de sombra permanente en la Luna. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA
Para confirmar los cálculos de su equipo, Farrell dijo, un futuro instrumento capaz de detectar vapor de agua debería encontrar, sobre la superficie de la Luna, de una a 10 moléculas de agua por centímetro cúbico liberadas por los impactos.
Las buenas noticias para la exploración lunar futura
Para la ciencia y la exploración venideras, la dispersión de partículas de agua podría ser una gran noticia. Significa que es posible que los astronautas no necesiten someterse a sí mismos ni a sus instrumentos al duro entorno de los suelos de cráteres en sombras para encontrar un suelo rico en agua; simplemente podrían encontrarlo en las regiones soleadas cercanas.
"Esta investigación nos dice que los meteoroides están haciendo parte del trabajo por nosotros y transportan material desde los lugares más fríos a algunas de las regiones fronterizas donde los astronautas pueden acceder a él con un rover de energía solar". "Dijo Hurley." También nos está diciendo que lo que tenemos que hacer es llegar a la superficie de una de estas regiones y obtener algunos datos de primera mano sobre lo que está sucediendo ".
Llegar a la superficie lunar facilitaría mucho la evaluación de la cantidad de agua en la Luna. Porque identificar el agua desde lejos, particularmente en cráteres permanentemente sombreados, es un asunto complicado. La forma principal en que los científicos encuentran agua es a través de instrumentos de detección remota que pueden identificar de qué elementos químicos están hechos las cosas en función de la luz que reflejan o absorben. "Pero por eso, necesitas una fuente de luz, Hurley dijo. Y por definición, these permanently shadowed regions don't have a strong one."
Understanding the Water Environment on the Moon
Until NASA astronauts get back to the Moon to dig up some soil, or the agency sends new instruments near the surface that can sniff out floating water molecules, the research team's theory about the influence of meteoroids on the environment inside shadowed craters could help chip away at some of the mysteries surrounding the Moon's water. It already has helped scientists understand if the uppermost surface water is new or ancient, or how it may migrate around the Moon. Another thing meteoroid impacts to the crater floors could help explain is why scientists are finding patches of wispy frost diluted in regolith, or Moon soil, rather than blocks of pure water ice.
Even though water questions abound, it's important to remember, Farrell said, that it was only in the last decade that scientists found evidence that the Moon is not a dry, dead rock, as many had long assumed. The LRO, with its thousands of orbits and 1 petabyte of returned science data (equivalent to about 200, 000, alta definición, feature-length films streamed online), has been instrumental. So has the Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS), which revealed frozen water after purposely crashing into Cabeus crater in 2009 and releasing a plume of preserved material from the crater floor that included water.
"We suspected there was water at the poles and learned for sure from LCROSS, but we now have evidence that there's water at mid latitudes, " Farrell said. "We also have evidence that there's water coming from micrometeoroid impacts, and we have measurements of frost. But the question is, how are all these water sources related?"
That's a question Farrell and his colleagues are closer to answering than ever before.
