Unos investigadores estadounidenses desvelan el enigma de la atmósfera tenue de la Luna
Las muestras recogidas por las misiones Apolo y los datos del orbitador LADEE de la NASA han permitido a unos investigadores deducir cómo se formó la atmósfera de la Luna, que hasta ahora era poco menos que un misterio.
Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y de la Universidad de Chicago (EE UU) han estudiado las muestras de suelo lunar que fueron tomadas por astronautas que llevaron a cabo las misiones Apolo. Siempre han sido consideradas de gran importancia para comprender los detalles de la formación atmosférica lunar.
Por otro lado, el orbitador lunar LADEE fue diseñado por la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) dentro de su función de ayuda para entender y proteger el planeta, y exploración del universo. Precisamente, en parte, para determinar los orígenes de la atmósfera de nuestro satélite.
Pues bien, el análisis de las muestras tomadas y los datos recopilados por LADEE sugieren que la superficie lunar ha sido bombardeada continuamente a lo largo de sus 4.500 millones de años de historia. Primero por meteoritos masivos y, de forma más reciente, por meteoritos más pequeños, micro-meteoritos y también del tamaño del polvo.
Así es la atmósfera lunar
Nuestro satélite posee una atmósfera muy tenue, aunque irrespirable. Desde hace más de 40 años, los astrónomos han observado una capa de átomos muy delgada rebotando sobre la superficie lunar. A esta tenue y delicada atmósfera se la denomina exosfera y parece ser el resultado de algún tipo de meteorización espacial. Pero, ¿cuál?
En un interesante estudio publicado hace pocos días en la revista Science Advances, los investigadores afirman haber identificado el proceso principal por el que se formó la atmósfera lunar y que además, sigue manteniéndola actualmente.
Los autores del estudio declaran que no ha sido nada fácil determinar cuáles son los procesos exactos que se tienen lugar en la superficie lunar, y finalmente informan que la atmósfera lunar es resultado principalmente del proceso de “vaporización por impacto".
Pero, ¿qué es la vaporización por impacto?
La apenas perceptible atmósfera lunar es el resultado del impacto de meteoritos, primero de gran tamaño y luego en forma de polvo, a lo largo de miles de millones de años. Estos impactos levantan el suelo, vaporizando en el contacto algunos átomos concretos y lanzando las partículas al aire.
Algunas de estas partículas son expulsadas al espacio pero, sin embargo, otras permanecen de forma suspendida cerca de la superficie, formando una tenue atmósfera que se renueva de forma constante a medida que nuevos meteoritos siguen impactando en la superficie.
Los datos del orbitador LADEE que fue lanzado en 2013, indican que son dos los procesos que tienen lugar en la creación de la atmósfera lunar. Aunque el proceso dominante en su creación es el proceso de vaporización por impacto de meteoritos, también tiene lugar el proceso de pulverización iónica.
¿Y la pulverización iónica?
La pulverización iónica es un fenómeno relacionado con el viento solar, que es el encargado de transportar partículas cargadas de energía solar desde el Sol a través del espacio. Las partículas cargadas de esta energía chocan contra la superficie de la Luna. Al chocar transfieren su energía a los átomos del suelo, haciéndolos saltar por el aire.
La matemática española Ariadna Farrés Basiana, de @NASAGoddard, nos ayuda a explorar el universo calculando las trayectorias y maniobras necesarias para llevar misiones al espacio.
— NASA en español (@NASA_es) August 5, 2024
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Para llevar a cabo el estudio y determinar con precisión el origen de la atmósfera de la Luna, los científicos utilizaron 10 muestras de suelo lunar. En cada una de las muestras se intentó aislar en primer lugar a dos elementos: el potasio y el rubidio. Ambos son volátiles y se vaporizan fácilmente con los impactos o la pulverización de iones.
Teniendo en cuenta que la vaporización por impacto y la pulverización iónica deberían dar lugar a proporciones muy distintas de isótopos en el suelo. Y que cada uno de estos elementos químicos existe en forma de varios isótopos, siendo una variación del mismo elemento con el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. Las muestras de suelo indicaron que la superficie de la Luna contenía en mayor cantidad isótopos pesados de potasio y rubidio.
¿Cuál de los dos procesos es el dominante?
La mayoría de los átomos permanecen en la atmósfera lunar mediante el proceso de vaporización por impacto, mientras que con la pulverización iónica, muchos de estos átomos son expulsados al espacio.
Los científicos tuvieron que usar modelos de cuantificación para valorar la proporción entre isótopos pesados y ligeros de potasio y rubidio. La proporción de isótopos de potasio y rubidio que permanecían en el suelo, reveló cuál era el proceso principal de formación de la atmósfera lunar.
Al comparar los dos elementos químicos, determinaron que el 70% de la atmósfera lunar es producida por impactos de meteoritos, y el 30% restante por el viento solar. Por lo tanto, el proceso dominante por el cual los átomos se vaporizan y forman la atmósfera lunar es el proceso de vaporización por impacto.
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Referencia de la noticia
Nicole Xike Nie et al. "Lunar soil record of atmosphere loss over eons". Science Advances, 2024