Magnetosfera da Terra pode estar ‘semeando’ água na superfície da Lua

SoCientífica
Representação artística da Lua na magnetosfera, com o “vento da Terra” composto de íons de oxigênio (cinza) e íons de hidrogênio (azul brilhante), que podem reagir com a superfície lunar para criar água. A Lua passa> 75% de sua órbita no vento solar (amarelo), que é bloqueado pela magnetosfera no restante do tempo. (E. Masongsong, UCLA EPSS, NASA GSFC SVS.)

Antes da era Apollo, pensava-se que a lua era seca como um deserto devido às temperaturas extremas e à severidade do ambiente espacial. Muitos estudos descobriram desde então a água lunar: gelo em crateras polares sombreadas, água presa em rochas vulcânicas e depósitos inesperados de ferro enferrujado no solo lunar. Apesar destas descobertas, ainda não há uma confirmação verdadeira da extensão ou origem da água na superfície da Lua.

A teoria predominante é que os íons de hidrogênio carregados positivamente impulsionados pelo vento solar bombardeiam a superfície lunar e reagem espontaneamente para fazer água (como hidroxila (OH-) e molecular (H2O)). Entretanto, um novo estudo multinacional publicado no Astrophysical Journal Letters propõe que o vento solar pode não ser a única fonte de íons formadores de água. Os pesquisadores mostram que partículas da Terra também podem semear a Lua com água, o que implica que outros planetas também poderiam contribuir com água para seus satélites.

Relacionado: Cientistas acreditam que lua de Júpiter Europa pode brilhar no escuro

A água é muito mais predominante no espaço do que os astrônomos pensavam inicialmente, desde a superfície de Marte até as luas de Júpiter e os anéis de Saturno, cometas, asteroides e Plutão; ela foi até mesmo detectada em nuvens muito além de nosso sistema solar. Anteriormente se supunha que a água era incorporada a estes objetos durante a formação do sistema solar, mas há evidências crescentes de que a água no espaço é muito mais dinâmica. Embora o vento solar seja uma fonte provável de água de superfície lunar, modelos de computador preveem que até a metade dela deverá evaporar e desaparecer em regiões de alta latitude durante os aproximadamente três dias da lua cheia quando passar dentro da magnetosfera terrestre.

Surpreendentemente, a última análise dos mapas de superfície hidroxil/água feita pelo Mapeador de Mineralogia Lunar (M3) do satélite Chandrayaan-1 mostrou que a água de superfície lunar não desaparece durante este período de proteção da magnetosfera. Pensava-se que o campo magnético da Terra bloqueiava o vento solar para que a água não pudesse ser regenerada mais rapidamente do que se perdia, mas os pesquisadores descobriram que este não era o caso.

Comparando uma série temporal de mapas da superfície da água antes, durante e após o trânsito da magnetosfera, os pesquisadores argumentam que a água lunar poderia ser reabastecida por fluxos de íons magnetosféricos, também conhecidos como “ventos da Terra”. A presença desses íons derivados da Terra perto da lua foi confirmada pelo satélite Kaguya, enquanto as observações do satélite THEMIS-ARTEMIS foram usadas para traçar o perfil das características distintivas dos íons no vento solar em relação às do vento terrestre na magnetosfera.

Observações anteriores do satélite Kaguya durante a lua cheia detectaram altas concentrações de isótopos de oxigênio que vazaram para fora da camada de ozônio da Terra e se incrustaram no solo lunar, juntamente com uma abundância de íons de hidrogênio na vasta atmosfera estendida de nosso planeta, conhecida como exosfera. Estes fluxos combinados de partículas da magnetosfera são fundamentalmente diferentes daqueles do vento solar. Assim, a última detecção de água superficial neste estudo refuta a hipótese de blindagem e sugere, em vez disso, que a própria magnetosfera cria uma “ponte de água” que pode reabastecer a lua.

Relacionado: NASA confirma que há plumas de água sobre superfície da lua Europa

O estudo empregou uma equipe multidisciplinar de especialistas de bioquímica, física espacial e geologia planetária para contextualizar os dados. Interpretações prévias das águas superficiais não consideraram os efeitos dos íons Terra e não examinaram como as águas superficiais mudaram ao longo do tempo. Os únicos mapas de superfície e dados de partículas disponíveis durante uma lua cheia na magnetosfera foram no inverno e no verão de 2009, e levou os últimos anos para analisar e interpretar os resultados. A análise foi especialmente difícil devido às escassas observações, que foram necessárias para comparar as mesmas condições de superfície lunar ao longo do tempo e para controlar a temperatura e a composição da superfície.

À luz destas descobertas, futuros estudos do vento solar e dos ventos planetários podem revelar mais sobre a evolução da água em nosso sistema solar e os efeitos potenciais da atividade solar e da magnetosfera sobre outras luas e corpos planetários. A expansão desta pesquisa exigirá novos satélites equipados com espectrômetros de mapeamento hidroxil/água abrangentes, e sensores de partículas em órbita e na superfície lunar para confirmar plenamente este mecanismo. Estas ferramentas podem ajudar a prever as melhores regiões para futura exploração, mineração e eventual assentamento na lua. Na prática, esta pesquisa pode influenciar o projeto de futuras missões espaciais para melhor proteger humanos e satélites dos perigos da radiação de partículas, e também melhorar modelos computacionais e experimentos de laboratório de formação de água no espaço.

Compartilhar