Usando dados coletados há mais de duas décadas, cientistas do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins (APL) em Laurel, Maryland, compilaram o primeiro mapa completo das abundâncias de hidrogênio na superfície da Lua. O mapa identifica dois tipos de materiais lunares contendo hidrogênio aprimorado e corrobora ideias anteriores sobre hidrogênio e água lunares, incluindo descobertas de que a água provavelmente desempenhou um papel na formação e solidificação original do magma-oceano da Lua.
David Lawrence, Patrick Peplowski e Jack Wilson da APL, juntamente com Rick Elphic do Centro de Pesquisa Ames da NASA, usaram dados de nêutrons orbitais da missão Lunar Prospector para construir seu mapa. A sonda, que foi implantada pela NASA em 1998, orbitou a Lua por um ano e meio e enviou de volta a primeira evidência direta de hidrogênio aprimorado nos pólos lunares, antes de impactar a superfície lunar.

Quando uma estrela explode, ela libera raios cósmicos, ou prótons e nêutrons de alta energia que se movem pelo espaço quase à velocidade da luz. Quando esses raios cósmicos entram em contato com a superfície de um planeta ou de uma lua, eles quebram os átomos localizados nesses corpos, enviando prótons e nêutrons voando. Os cientistas são capazes de identificar um elemento e determinar onde e quanto dele existe estudando o movimento desses prótons e nêutrons.

"Imagine que você está jogando bilhar e a bola branca representa os nêutrons e as bolas de bilhar representam o hidrogênio", explicou Lawrence. "Quando você acerta uma bola de bilhar com sua bola branca, a bola branca para de se mover e a bola de bilhar é empurrada para o movimento, porque ambos os objetos têm a mesma massa. Da mesma forma, quando um nêutron entra em contato com o hidrogênio, ele morre e para de se mover. , e o hidrogênio é colocado em movimento. Então, quando vemos um número menor de nêutrons se movendo, é uma indicação de que o hidrogênio está presente."

A equipe calibrou os dados para quantificar a quantidade de hidrogênio pela diminuição correspondente de nêutrons medida pelo Neutron Spectrometer, um dos cinco instrumentos montados no Lunar Prospector para completar mapas gravitacionais e composicionais da Lua. As descobertas foram publicadas no Journal of Geophysical Research:Planets .

“Conseguimos combinar dados de amostras de solo lunar das missões Apollo com o que medimos do espaço e, finalmente, reunimos uma imagem completa do hidrogênio lunar pela primeira vez”, continuou Lawrence.

O mapa da equipe confirma hidrogênio aprimorado em dois tipos de materiais lunares. A primeira, no Planalto de Aristarco, abriga o maior depósito piroclástico da Lua. Esses depósitos são fragmentos de rochas em erupção de vulcões, corroborando observações anteriores de que o hidrogênio e/ou a água desempenharam um papel nos eventos magmáticos lunares. A segunda são rochas do tipo KREEP. KREEP é um acrônimo para rocha de lava lunar que significa potássio (K), elementos de terras raras (REE) e fósforo (P).

“Quando a Lua se formou originalmente, é amplamente aceito que eram detritos derretidos de um enorme impacto com a Terra”, disse Lawrence. “À medida que esfriou, os minerais se formaram a partir do derretimento, e acredita-se que o KREEP seja o último tipo de material a cristalizar e endurecer”.

Lawrence, que fez parte da equipe original que estudou os dados iniciais da missão Lunar Prospector em 1998, disse que a construção de esforços existentes para completar um mapa completo do vizinho mais próximo da Terra levou tempo.

"Finalizar a análise levou vários anos", disse Lawrence. "Enquanto estávamos analisando tudo, começamos a fazer correções nos dados que descobrimos que não eram hidrogênio. Voltamos e ajustamos as análises anteriores e, em grande parte, conseguimos fazer isso por causa de descobertas de outras missões. estão continuamente construindo a partir do conhecimento anterior e entrando em novos territórios."

Este novo mapa não apenas completa o inventário de hidrogênio na Lua, mas também pode levar à quantificação de quanto hidrogênio e água estavam presentes na Lua quando ela nasceu. Em 2013, os pesquisadores da APL também confirmaram a presença de gelo de água nos pólos do planeta Mercúrio usando dados do espectrômetro de nêutrons da espaçonave MESSENGER construída pela APL. Essas descobertas são importantes não apenas para entender o sistema solar, mas também para planejar futuras explorações humanas do sistema solar. + Explorar mais

Água na lua?