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As crateras mais antigas e escuras da Lua podem estar escondendo a maior parte do gelo de água
As reservas de água gelada da Lua, escondidas em crateras permanentemente sombreadas no pólo sul lunar, provavelmente chegaram à superfície do nosso vizinho mais próximo gradualmente, em vez de num grande evento, de acordo com uma nova investigação.
Além disso, estas crateras “permanentemente” sombreadas não são tão permanentemente sombreadas como pensávamos, uma vez que as mudanças no luainclinação em relação a Terra e o Sol significa que o ângulo de iluminação também mudou ao longo de bilhões de anos. As crateras que estavam envolvidas em sombras frias e capazes de albergar água gelada há 3 mil milhões de anos atrás não estão necessariamente na sombra agora, e vice-versa.
Na década de 1960, alguns cientistas planetários propuseram que as crateras no pólo sul da Lua, onde o ângulo do Sol é tão raso que partes do interior das crateras ficam em sombra permanente, poderiam ser frias o suficiente para abrigar água gelada. No entanto, quando o Missões Apolo trouxeram amostras da lua entre 1969 e 1972, os cientistas descobriram que o regolito lunar estava totalmente seco.
Por isso foi uma grande surpresa quando em 1994 o radar da missão Clementine da NASA à Lua sugeriu a presença de água gelada e isto tem sido desde então apoiado por empresas como o Lunar Prospector da NASA e Orbitador de Reconhecimento Lunar (LRO) missões.
A água gelada na Lua seria inestimável para os astronautas que vivem lá em qualquer posto avançado futuro. A água pode ser usada para beber e pode ser dividida em seus átomos componentes de hidrogênio e oxigênio para combustível de foguete e ar para respirar.
A origem da água da lua, no entanto, tem sido um mistério. Foi trazido para a Lua há muito tempo, num grande impacto cometário, ou reuniu-se gradualmente na superfície lunar ao longo da história da Lua?
Embora ainda não possamos dizer com certeza de onde veio a água, os cientistas planetários Paul Hayne, do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado, em Boulder, Oded Aharonson, do Instituto Weizmann, em Israel, e Norbert Schörghofer, do Instituto de Ciências Planetárias, no Arizona, são agora capazes de dizer de onde ela não veio. Especificamente, não veio de um grande evento, como um único gigante cometa impacto.
A água gelada não está em todas as crateras permanentemente sombreadas, e a equipe usou esse fato como ponto de partida.
“O que está claro é que o gelo tem uma distribuição irregular”, disse Hayne em um declaração. “Não está concentrado nas mesmas quantidades em todas as crateras. E não houve uma grande explicação para isso.”
A equipe trabalhou de trás para frente, empregando dados de temperatura da superfície do instrumento Diviner da LRO em conjunto com modelos computacionais de como as crateras evoluíram termicamente. A chave para isto é incluir o facto de a inclinação da Lua ter mudado ao longo do tempo, o que significa que algumas das crateras que estavam à sombra há três mil milhões de anos já não o são, enquanto outras caíram na sombra. Quando exposta à luz, a água gelada sublima e se perde no espaço ou migra para outras áreas sombreadas que atuam como armadilhas frias.
A equipe elaborou uma lista de crateras que ficaram permanentemente sombreadas por mais tempo e descobriu que são as mesmas crateras onde o instrumento Lyman-Alpha Mapping Project (LAMP) da LRO encontrou água gelada.
Por exemplo, a cratera Haworth, perto do pólo sul lunar, tem estado em sombra permanente há mais de 3 mil milhões de anos e contém alguns dos mais fortes sinais de radar para água gelada.
“Parece que as crateras mais antigas da Lua também têm mais gelo”, disse Hayne. “Isso implica que a Lua tem acumulado água de forma mais ou menos contínua durante 3 ou 3,5 mil milhões de anos.”
Portanto, a introdução da água na Lua não poderia ter ocorrido num único evento há muito tempo. Em vez disso, a equipe sugere que poderia ter vindo de uma infinidade de organizações menores. asteróide e impactos de cometas, ou que foi expelido do interior profundo da Lua pelo vulcanismo que assolou a superfície lunar durante grandes períodos há mais de três mil milhões de anos, criando as planícies de lava que vemos hoje como a Maria lunar.
É até possível que o vento solar teve um impacto na presença de água na lua.
“Através do vento solar, um fluxo constante de hidrogénio bombardeia a Lua, e parte desse hidrogénio pode ser convertido em água na superfície lunar”, disse Hayne.
Para se converter em água, seria necessário reagir com o oxigênio. UM estudo recente mostrou que átomos e moléculas de Atmosfera da Terraincluindo o oxigênio, têm vazado e atravessado o espaço até a superfície lunar há bilhões de anos. Até as moléculas de água poderiam ter sido transportadas da Terra para a lua.
“Em última análise, a questão da origem da água da Lua só será resolvida através da análise de amostras”, disse Hayne. “Precisaremos ir à Lua para analisar essas amostras ou encontrar maneiras de trazê-las da Lua de volta à Terra”.
Para esse fim, Hayne está liderando o desenvolvimento de um novo instrumento chamado Lunar Compact Infrared Imaging System (L-CIRiS), que será uma câmera térmica que obterá observações mais detalhadas de crateras lunares que podem conter água gelada. Ele voará para a Lua no final de 2027 como parte do programa Commercial Lunar Payload Services (CLPS), a bordo do módulo de pouso CP-22 que está sendo construído pela Máquinas Intuitivas.
A pesquisa de Hayne, Aharonson e Schörghofer foi publicada em 7 de abril em Astronomia da Natureza.
