Cientistas da NASA mostram como ingredientes para a água podem ser feitos na superfície da lua, uma fábrica de produtos químicos. Crédito:Centro de Voo Espacial Goddard da NASA / Ernie Wright
Quando um fluxo de partículas carregadas conhecido como vento solar incide na superfície da Lua a 450 quilômetros por segundo (ou quase 1 milhão de milhas por hora), eles enriquecem a superfície da Lua com ingredientes que podem fazer água, Cientistas da NASA descobriram.
Usando um programa de computador, os cientistas simularam a química que se desenvolve quando o vento solar atinge a superfície lunar. À medida que o Sol envia prótons para a Lua, eles encontraram, essas partículas interagem com elétrons na superfície lunar, produzir átomos de hidrogênio (H). Esses átomos então migram através da superfície e se prendem aos átomos abundantes de oxigênio (O) ligados à sílica (SiO2) e outras moléculas portadoras de oxigênio que constituem o solo lunar, ou regolito. Juntos, hidrogênio e oxigênio formam a molécula hidroxila (OH), um componente da água, ou H2O.
"Nós pensamos na água como algo especial, composto mágico, "disse William M. Farrell, um físico de plasma no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, que ajudou a desenvolver a simulação. "Mas aqui está o que é incrível:cada rocha tem o potencial de fazer água, especialmente depois de ser irradiado pelo vento solar. "
Compreender quanta água - ou seus componentes químicos - está disponível na Lua é fundamental para o objetivo da NASA de enviar humanos para estabelecer uma presença permanente lá, disse Orenthal James Tucker, um físico de Goddard que liderou a pesquisa de simulação.
"Estamos tentando aprender sobre a dinâmica do transporte de recursos valiosos como o hidrogênio ao redor da superfície lunar e por toda a sua exosfera, ou atmosfera muito fina, para que possamos saber onde ir para colher esses recursos, "disse Tucker, que recentemente descreveu os resultados da simulação no jornal Planetas JGR .
Várias espaçonaves usaram instrumentos infravermelhos que medem a luz emitida pela Lua para identificar a química de sua superfície. Isso inclui a espaçonave Deep Impact da NASA, que teve vários encontros próximos com o sistema Terra-Lua a caminho do cometa 103P / Hartley 2; A nave espacial Cassini da NASA, que passou a Lua em seu caminho para Saturno; e Chandrayaan-1 da Índia, que orbitou a Lua há uma década. Todos encontraram evidências de água ou seus componentes (hidrogênio ou hidroxila).
O sol libera um fluxo constante de partículas e campos magnéticos chamados de vento solar. Este vento solar golpeia mundos em todo o sistema solar com partículas e radiação - que podem se espalhar por todo o caminho para as superfícies planetárias, a menos que sejam contrariados por uma atmosfera, campo magnético, ou ambos. Veja como essas partículas solares interagem com alguns planetas selecionados e outros corpos celestes. Crédito:Goddard Space Flight Center da NASA / Mary Pat Hrybyk-Keith
Mas como esses átomos e compostos se formam na Lua ainda é uma questão em aberto. É possível que impactos de meteoros iniciem as reações químicas necessárias, mas muitos cientistas acreditam que o vento solar é o principal motor.
Simulação de Tucker, que traça o ciclo de vida dos átomos de hidrogênio na Lua, apóia a ideia do vento solar.
"De pesquisas anteriores, sabemos quanto hidrogênio vem do vento solar, também sabemos quanto está na atmosfera muito tênue da Lua, e temos medições de hidroxila na superfície, "Tucker disse." O que fizemos agora é descobrir como esses três estoques de hidrogênio estão fisicamente interligados. "
Mostrar como os átomos de hidrogênio se comportam na Lua ajudou a resolver por que as espaçonaves encontraram flutuações na quantidade de hidrogênio em diferentes regiões da lua. Menos hidrogênio se acumula nas regiões mais quentes, como o equador da Lua, porque os átomos de hidrogênio depositados lá são energizados pelo Sol e rapidamente liberam o gás da superfície para a exosfera, a equipe concluiu. Por outro lado, parece que mais hidrogênio se acumula na superfície mais fria perto dos pólos porque há menos radiação solar e a liberação de gás é retardada.
Geral, A simulação de Tucker mostra que, à medida que o vento solar atinge continuamente a superfície da Lua, ele quebra as ligações entre os átomos de silício, ferro e oxigênio que constituem a maior parte do solo lunar. Isso deixa átomos de oxigênio com ligações insatisfeitas. À medida que os átomos de hidrogênio fluem pela superfície da Lua, eles ficam temporariamente presos com o oxigênio desequilibrado (mais tempo nas regiões frias do que nas quentes). Eles flutuam de O a O antes de finalmente se difundir na atmosfera da Lua, e, em última análise, no espaço. "Todo o processo é como uma fábrica de produtos químicos, "Farrell disse.
Uma ramificação fundamental do resultado, Farrell disse, é que cada corpo de sílica exposto no espaço - da Lua até um pequeno grão de poeira - tem o potencial de criar hidroxila e, assim, se tornar uma fábrica química para a água.
