NEW SPACE ECONOMY: Impactos de meteoroides ejetam água preciosa da Lua.

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Pesquisadores da NASA e do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, em Laurel, Maryland, relatam que fluxos de meteoroides que atingem a Lua impregnam a fina atmosfera lunar com vapor de água de curta duração.

As descobertas ajudarão os cientistas a entender a história da água lunar — um recurso potencial para sustentar operações de longo prazo na Lua e a exploração humana do espaço profundo. Modelos previam que impactos de meteoroides 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 Explorador da Atmosfera e do Ambiente de Poeira Lunar (LADEE) da NASA. O LADEE foi uma missão robótica que orbitou a Lua para coletar informações detalhadas sobre a estrutura e a composição da tênue atmosfera lunar e determinar se a poeira é lançada na atmosfera lunar.

Cientistas descobriram que a Lua libera água durante chuvas de meteoros. Quando um fragmento de cometa atinge a Lua, ele vaporiza com o impacto, criando uma onda de choque no solo lunar. Para um impactor suficientemente grande, essa onda de choque pode romper a camada superior seca do solo e liberar moléculas de água da camada hidratada abaixo. A sonda LADEE detecta essas moléculas de água à medida que entram na tênue atmosfera lunar. Essa descoberta fornece um recurso potencial para futuras explorações e aprimora nossa compreensão do passado geológico da Lua e sua contínua evolução. Créditos: NASA/Goddard/Dan Gallagher

“Rastreamos a maioria desses eventos até fluxos de meteoroides conhecidos, mas a parte realmente surpreendente é que também encontramos evidências de quatro fluxos de meteoroides que eram desconhecidos até então”, disse Mehdi Benna, do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, e da Universidade de Maryland, Condado de Baltimore. Benna é o autor principal do estudo, publicado na revista Nature Geosciences .

As novas correntes de meteoroides identificadas, observadas pelo LADEE, ocorreram em 9 de janeiro, 2 de abril, 5 de abril e 9 de abril de 2014.

Conceito artístico da espaçonave LADEE (à esquerda) detectando vapor de água proveniente do impacto de meteoroides na Lua (à direita). Créditos: NASA/Goddard/Conceptual Image Lab

Há evidências de que a Lua possui água (H2O) e hidroxila (OH), um composto mais reativo da água. No entanto, os debates continuam sobre a origem dessa água, se ela está amplamente distribuída e qual a sua possível quantidade.

“A Lua não possui quantidades significativas de H2O ou OH em sua atmosfera na maior parte do tempo”, disse Richard Elphic, cientista do projeto LADEE no Centro de Pesquisa Ames da NASA, no Vale do Silício, Califórnia. “Mas quando a Lua passou por uma dessas correntes de meteoroides, vapor suficiente foi ejetado para que pudéssemos detectá-lo. E então, quando o evento terminou, o H2O ou OH desapareceu.”

Os cientistas lunares frequentemente usam o termo "água" para se referir tanto a H2O quanto a OH. Determinar a quantidade de H2O e de OH presentes é algo que futuras missões à Lua poderão abordar.

A sonda LADEE, construída e gerenciada pelo Centro de Pesquisa Ames da NASA, no Vale do Silício, Califórnia, detectou o vapor usando seu Espectrômetro de Massa Neutra, um instrumento construído pelo Goddard. A missão orbitou a Lua de outubro de 2013 a abril de 2014 e coletou informações detalhadas sobre a estrutura e a composição da atmosfera lunar, ou mais precisamente, da “exosfera” – uma tênue camada de gases ao redor da Lua.

Para liberar água, os meteoroides tiveram que penetrar pelo menos 8 centímetros (3 polegadas) abaixo da superfície. Abaixo dessa camada superficial completamente seca encontra-se uma fina camada de transição, seguida por uma camada hidratada, onde as moléculas de água provavelmente se aderem a fragmentos de solo e rocha, formando o regolito.

A partir das medições de 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% em peso. Essa concentração é muito mais baixa do que a do solo terrestre mais seco e está de acordo com estudos anteriores. É tão seca que seria necessário processar mais de uma tonelada métrica de regolito para coletar 473 ml de água.

Como o material na superfície lunar é esponjoso, mesmo um meteoroide com apenas 5 milímetros de diâmetro pode penetrar o suficiente para liberar uma nuvem de vapor. A cada impacto, uma pequena onda de choque se propaga e ejeta água da área circundante.

Quando uma chuva de meteoroides atinge a superfície lunar, a água liberada entra na exosfera e se espalha por ela. Cerca de dois terços desse vapor escapam para o espaço, mas cerca de um terço retorna à superfície da Lua.

Este infográfico mostra o ciclo da água lunar com base nas novas observações do Espectrômetro de Massa Neutra a bordo da sonda LADEE. Na superfície lunar, uma camada seca sobrepõe-se a uma camada hidratada. A água é liberada por ondas de choque provenientes do impacto de meteoroides. Essa água liberada escapa para o espaço ou é depositada novamente em outras partes da Lua. Parte da água é criada por reações químicas entre o vento solar e a superfície ou trazida à Lua pelos próprios meteoroides. No entanto, para compensar a perda de água causada pelos impactos de meteoroides, a camada hidratada precisa ser reabastecida por um reservatório de água antigo mais profundo. Créditos: NASA Goddard/Mehdi Benna/Jay Friedlander

Essas descobertas podem ajudar a explicar os depósitos de gelo em armadilhas frias nas regiões escuras das crateras próximas aos polos. 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 entram em contato com a superfície permanecem estáveis por um longo período, talvez até bilhões de anos. Impactos de meteoroides podem transportar água tanto para dentro quanto para fora das armadilhas frias.

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

“Sabemos que parte da água deve estar vindo da Lua, porque a massa de água liberada é maior do que a massa de água contida nos meteoroides que chegam”, disse a segunda autora do artigo, Dana Hurley, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins.

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

“A água que está sendo perdida provavelmente é antiga, datando da formação da Lua ou tendo sido depositada 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

Por Elizabeth Zubritsky

Bill Steigerwald / Nancy Jones
Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA , Greenbelt, Maryland

william.a.steigerwald@nasa.gov / nancy.n.jones@nasa.gov

Alison Hawkes
Centro de Pesquisa Ames da NASA , Moffett Field, Califórnia

Alison.hawkes@nasa.gov

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Fonte / Créditos: NASA / William Steigerwald / Publicado 15/04/2019

https://www.nasa.gov/news-release/meteoroid-strikes-eject-precious-water-from-moon/

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Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor eDivulgador de conteúdos de Economia, Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia Climatologia). Participou do curso Astrofísica Geral no nível Georges Lemaître (EAD), concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).