Los científicos descubren el origen de la tenue atmósfera de la Luna
Por: Jennifer Chu, MIT.
02 de agosto de 2024
Detalle de la superficie lunar. Crédito de la imagen: Unsplash/CC0 Dominio público.
Aunque la Luna carece de aire respirable, sí alberga una atmósfera apenas perceptible. Desde la década de 1980, los astrónomos han observado una capa muy fina de átomos que rebotan sobre la superficie de la Luna. Esta delicada atmósfera, conocida técnicamente como “exosfera”, es probablemente producto de algún tipo de erosión espacial. Pero ha sido difícil determinar con certeza cuáles podrían ser esos procesos.
Ahora, científicos del MIT y de la Universidad de Chicago afirman haber identificado el proceso principal que formó la atmósfera de la Luna y que continúa sustentándola en la actualidad. En un estudio publicado en Science Advances, el equipo informa que la atmósfera lunar es principalmente un producto de “vaporización por impacto”. En su estudio, los investigadores analizaron muestras de suelo lunar recogidas por los astronautas durante las misiones Apolo de la NASA.
Su análisis sugiere que a lo largo de los 4.500 millones de años de historia de la Luna, su superficie ha sido bombardeada continuamente, primero por meteoritos masivos y, más recientemente, por “micrometeoroides” más pequeños, del tamaño de polvo. Estos impactos constantes han levantado el suelo lunar, vaporizando ciertos átomos al contacto y lanzando las partículas al aire. Algunos átomos son expulsados al espacio, mientras que otros permanecen suspendidos sobre la Luna, formando una atmósfera tenue que se repone constantemente a medida que los meteoritos continúan azotando la superficie.
Los investigadores descubrieron que la vaporización por impacto es el principal proceso mediante el cual la luna ha generado y mantenido su atmósfera extremadamente fina durante miles de millones de años. “Damos una respuesta definitiva: la vaporización por impacto de meteoritos es el proceso dominante que crea la atmósfera lunar”, afirma la autora principal del estudio, Nicole Nie, profesora adjunta del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT.
La Luna tiene 4.500 millones de años y, durante ese tiempo, su superficie ha sido bombardeada continuamente por meteoritos. El estudio señala que, con el tiempo, una atmósfera delgada alcanza un estado estable porque se va reponiendo continuamente mediante pequeños impactos en toda la Luna. Los investigadores sospechan que dos procesos de erosión espacial desempeñan un papel en la formación de la atmósfera lunar: la vaporización por impacto y la “pulverización iónica”, un fenómeno que involucra al viento solar, que transporta partículas cargadas de energía desde el Sol a través del espacio. Cuando estas partículas golpean la superficie de la luna, pueden transferir su energía a los átomos del suelo y hacer que esos átomos se pudran y vuelen al aire.
En 2013, la NASA envió un orbitador a la Luna para realizar un reconocimiento atmosférico detallado. El Explorador de la Atmósfera y el Entorno de Polvo Lunar (LADEE, por sus siglas en inglés) tenía la tarea de recopilar información de forma remota sobre la delgada atmósfera de la Luna, las condiciones de la superficie y cualquier influencia ambiental sobre el polvo lunar.
Las detecciones de la Sonda LADEE demostraron que durante las lluvias de meteoritos se ven más átomos en la atmósfera, lo que significa que los impactos tienen un efecto. Pero también se demostró que cuando la Luna está protegida del Sol, como durante un eclipse, también hay cambios en los átomos de la atmósfera, lo que significa que el Sol también tiene un impacto. A pesar de estas detecciones temporales, aun no se conocía los procesos físicos involucrados.
La respuesta a estas interrogantes de las detecciones de LADEE, fueron el punto de partida de un estudio de las muestras lunares de las misiones Apolo, el equipo del MIT y la Universidad de Chicago, intentaron aislar dos elementos de cada muestra: potasio y rubidio. Ambos elementos son “volátiles”, lo que significa que se vaporizan fácilmente por impactos y pulverización iónica. En ese sentido, el equipo de investigación se centró en comparar las proporciones de isotopos pesados y ligeros presentes en las muestras provenientes de la superficie lunar, cuantificando la presencia generada por pulverización y vaporización.
De acuerdo a Nie, “A partir de nuestro estudio, ahora podemos cuantificar el papel de ambos procesos, para decir que la contribución relativa de la vaporización por impacto frente a la pulverización iónica es de aproximadamente 70:30 o mayor". En otras palabras, el 70% o más de la atmósfera de la Luna es producto de impactos de meteoritos, mientras que el 30% restante es una consecuencia del viento solar”. El descubrimiento de un efecto tan sutil es notable, gracias a la idea innovadora de combinar mediciones de isótopos de potasio y rubidio junto con un modelado cuantitativo cuidadoso.
Este descubrimiento va más allá de comprender la historia de la Luna, ya que tales procesos podrían ocurrir y ser más significativos en otras lunas y asteroides, que son el foco de muchas misiones de retorno planificadas. “Sin estas muestras de Apolo, no podríamos obtener datos precisos ni realizar mediciones cuantitativas para comprender las cosas con más detalle”, afirma Nie, resaltando el papel del retorno y análisis de muestras de otros objetos del Sistema Solar.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-08-scientists-pin-moon-tenuous-atmosphere.html