A Lua tem uma atmosfera misteriosa e finalmente sabemos sua origem: WebCuriosos

A Lua, para a maioria das intenções e propósitos, está nua, nua e exposta ao vácuo do espaço.

Mas o satélite da Terra tem de facto uma camada de gases; tênue e tênue, mas persistente o suficiente para ser considerada uma espécie de atmosfera chamada exosfera.

Exatamente como a Lua sustenta essa camada difusa de gases tem sido um enigma. O campo magnético da Terra actua como uma influência confinante na sua atmosfera, mas a Lua não tem nada disso, pelo que a sua exosfera deveria ter sido destruída pela actividade solar há muito tempo.

É claro que os gases que se esgotam na Lua são constantemente reabastecidos e agora os cientistas descobriram a fonte dessa reposição. Minúsculos micrometeoritos, quase do tamanho de grãos de poeira, colidem constantemente com a superfície lunar, levantando e vaporizando a poeira lunar e liberando átomos no espaço ao redor da Lua.

“Damos uma resposta definitiva de que a vaporização do impacto de meteoritos é o processo dominante que cria a atmosfera lunar”, diz a geoquímica Nicole Nie do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

“A Lua tem perto de 4,5 mil milhões de anos e, durante esse tempo, a superfície tem sido continuamente bombardeada por meteoritos. Mostramos que, eventualmente, uma fina atmosfera atinge um estado estacionário porque é continuamente reabastecida por pequenos impactos em toda a Lua.”

Como a atmosfera da Lua é tão difusa, é difícil estudá-la. Sabemos que está lá porque os detectores deixados pelas missões Apollo detectaram diferentes componentes atômicos nelemas os cientistas tiveram dificuldade em descobrir exatamente como ela se origina.

Os impactos de micrometeoritos têm sido fortemente implicados como principal contribuidor através da modelagemassim como um processo chamado 'pulverização catódica'em que átomos são ejetados da superfície lunar quando bombardeados com partículas carregadas transportadas pelo vento solar.

Nie e os seus colegas queriam observar mais de perto estes diferentes processos e o papel que desempenham na geração e manutenção da exosfera lunar, por isso realizaram uma nova análise. Eles estudaram cuidadosamente os dados de um orbitador lunar chamado Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE), que funcionou durante sete meses entre 2013 e 2014.

“Com base nos dados da LADEE, parece que ambos os processos estão desempenhando um papel”, Não, diz. “Por exemplo, mostrou que durante chuvas de meteoritos, vemos mais átomos na atmosfera, o que significa que os impactos têm um efeito. Mas também mostrou que quando a Lua está protegida do Sol, como durante um eclipse, também há mudanças na os átomos da atmosfera, o que significa que o Sol também tem impacto. Portanto, os resultados não foram claros ou quantitativos.”

Para restringi-lo ainda mais, os pesquisadores precisaram ir direto à fonte. Eles examinaram amostras reais de sujeira lunar, coletadas durante o programa Apollo, em busca de dois elementos: potássio e rubídio, ambos conhecidos por ocorrerem na Lua, e ambos facilmente vaporizados.

Quando partículas solares ou micrometeoritos colidissem com a superfície lunar, qualquer rubídio e potássio ali existentes seriam vaporizados. Sendo elementos mais pesados, no entanto, eles cairiam de volta à superfície lunar muito rapidamente.

Crucialmente, as proporções da chuva isotópica de cada elemento variariam dependendo se eles foram vaporizados por impacto de micrometeoritos ou por pulverização catódica de íons.

A equipe transformou a sujeira da Lua em um pó fino e analisou os resultados usando um espectrômetro de massa. E descobriram que ambos os processos desempenham de facto um papel na geração da exosfera lunar – mas a contribuição dos micrometeoritos é mais do dobro da contribuição do vento solar.

“Com a vaporização por impacto, a maioria dos átomos permaneceria na atmosfera lunar, enquanto com a pulverização catódica de íons, muitos átomos seriam ejetados para o espaço”, Nie explica. “A partir do nosso estudo, agora podemos quantificar o papel de ambos os processos, para dizer que a contribuição relativa da vaporização por impacto versus a pulverização catódica de íons é de cerca de 70:30 ou maior.”

Este resultado não tem implicações apenas para a nossa compreensão da Lua. Se processos semelhantes estiverem ocorrendo em outras partes do Sistema Solar, como em asteroides e outras luas, poderemos detectá-los em amostras.

Missões para recuperar essas amostras já foram realizadas ou estão em andamento. A Agência Espacial Europeia espera enviar uma amostra de missão de retorno à lua marciana Fobospor exemplo.

“Medindo isótopos de potássio e rubídio no regolito desses objetos,” os pesquisadores escrevem“nos ajudará a entender como eles foram afetados pelos bombardeios de meteoróides e pela pulverização catódica do vento solar em escalas de tempo geológicas e como o intemperismo espacial difere em todo o Sistema Solar.”

As descobertas foram publicadas em Avanços da Ciência.