Pesquisadores da NASA e do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland, relatam que correntes de meteoróides atingindo a Lua infundem a fina atmosfera lunar com um vapor de água de curta duração.

As descobertas ajudarão os cientistas a compreender a história da água lunar - um recurso potencial para sustentar operações de longo prazo na Lua e a exploração humana do espaço profundo. Os modelos previram que os impactos de meteoróides poderiam liberar água da Lua na forma de vapor, mas os cientistas ainda não haviam observado o fenômeno.

Agora, a equipe encontrou dezenas desses eventos em dados coletados pelo Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer da NASA. LADEE era uma missão robótica que orbitava a Lua para reunir informações detalhadas sobre a estrutura e composição da fina atmosfera lunar, e determinar se a poeira é elevada para o céu lunar.

"Rastreamos a maioria desses eventos até fluxos de meteoróides conhecidos, mas a parte realmente surpreendente é que também encontramos evidências de quatro fluxos de meteoróides que ainda não haviam sido descobertos, "disse Mehdi Benna do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e a Universidade de Maryland Baltimore County. Benna é a principal autora do estudo, publicado em Nature Geoscience .

Os fluxos de meteoróides recém-identificados, observado por LADEE, ocorreu em 9 de janeiro, 2 de abril, 5 de abril e 9 de abril, 2014.

Há evidências de que a Lua tem água (H2O) e hidroxila (OH), um parente mais reativo de H2O. Mas os debates continuam sobre as origens da água, se é amplamente distribuído e quanto pode estar presente.

"A Lua não tem quantidades significativas de H2O ou OH em sua atmosfera na maior parte do tempo, "disse Richard Elphic, o cientista do projeto LADEE no Ames Research Center da NASA no Vale do Silício da Califórnia. "Mas quando a Lua passou por uma dessas correntes de meteoróides, vapor suficiente foi ejetado para que pudéssemos detectá-lo. E então, quando o evento acabou, o H2O ou OH foi embora. "

Os cientistas lunares costumam usar o termo "água" para se referir tanto a H2O quanto a OH. Descobrir quanto H2O e quanto OH estão presentes é algo que as futuras missões lunares podem abordar.

LADEE, que foi construído e administrado pelo Ames Research Center da NASA no Vale do Silício da Califórnia, detectou o vapor usando seu espectrômetro de massa neutra, um instrumento construído por Goddard. A missão orbitou a Lua de outubro de 2013 a abril de 2014 e reuniu informações detalhadas sobre a estrutura e composição da atmosfera lunar, ou mais corretamente, a "exosfera - um leve envelope de gases ao redor da lua.

Para liberar água, os meteoróides tiveram que penetrar pelo menos 3 polegadas (8 centímetros) abaixo da superfície. Debaixo dessa camada superior seca, encontra-se uma fina camada de transição, em seguida, uma camada hidratada, onde as moléculas de água provavelmente grudam em pedaços de solo e rocha, chamado regolito.

A partir das medições da água na exosfera, os pesquisadores calcularam que a camada hidratada tem uma concentração de água de cerca de 200 a 500 partes por milhão, ou cerca de 0,02 a 0,05 por cento em peso. Esta concentração é muito mais seca do que o solo terrestre mais seco, e é consistente com estudos anteriores. É tão seco que seria necessário processar mais de uma tonelada métrica de regolito para coletar 16 onças de água.

Como o material da superfície lunar é fofo, até mesmo um meteoróide com uma fração de polegada (5 milímetros) de diâmetro pode penetrar longe o suficiente para liberar uma nuvem de vapor. A cada impacto, uma pequena onda de choque se espalha e ejeta água da área circundante.

Quando um fluxo de meteoróides chove na superfície lunar, a água liberada entrará na exosfera e se espalhará por ela. Cerca de dois terços desse vapor escapa para o espaço, mas cerca de um terço pousa na superfície da lua.

Essas descobertas podem ajudar a explicar os depósitos de gelo em armadilhas frias nos trechos escuros das crateras perto dos pólos. A maior parte da água conhecida na Lua está localizada em armadilhas frias, onde as temperaturas são tão baixas que o vapor de água e outros voláteis que encontram a superfície permanecerão estáveis ​​por um longo tempo, talvez até vários bilhões de anos. Ataques de meteoróides podem transportar água para dentro e para fora das armadilhas frias.

A equipe descartou a possibilidade de que toda a água detectada viesse dos próprios meteoróides.

"Nós sabemos que parte da água deve vir da Lua, porque a massa de água sendo liberada é maior do que a massa de água dentro dos meteoróides chegando, "disse o segundo autor do artigo, Dana Hurley, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins.

A análise indica que os impactos de meteoróides liberam água mais rápido do que ela pode ser produzida a partir de reações que ocorrem quando o vento solar atinge a superfície lunar.

"A água que está sendo perdida é provavelmente antiga, datando da formação da Lua ou depositado no início de sua história, "disse Benna.

A NASA está liderando um retorno sustentável à Lua com parceiros comerciais e internacionais para expandir a presença humana no espaço e trazer de volta novos conhecimentos e oportunidades.