Un equipo de investigadores dirigido por un científico planetario de la Universidad de Hawai (UH) en Mānoa, descubrió que los electrones de alta energía de la lámina de plasma de la Tierra están contribuyendo a los procesos de meteorización de la superficie lunar y, lo que es más importante, los electrones pueden haber ayudado a la formación de agua en la superficie lunar. El estudio se publica en Nature Astronomy.

Comprender las concentraciones y distribuciones de agua en la Luna es fundamental para entender su formación y evolución, y para proporcionar recursos hídricos para futuras exploraciones humanas. El nuevo descubrimiento también puede ayudar a explicar el origen del hielo de agua descubierto anteriormente en las regiones lunares de sombra permanente.

Debido al magnetismo de la Tierra, existe un campo de fuerza que rodea al planeta, denominado magnetosfera, que protege a la Tierra de la meteorización espacial y de la radiación dañina procedente del Sol. El viento solar empuja la magnetosfera y la remodela, formando una larga cola en el lado nocturno. La lámina de plasma dentro de esta magnetocola es una región formada por electrones e iones de alta energía que pueden proceder de la Tierra y del viento solar.

Mapa del agua en la superficie de la Luna | foto Li et al., 2023

Anteriormente, los científicos se centraban sobre todo en el papel de los iones de alta energía en la meteorización espacial de la Luna y otros cuerpos sin aire. El viento solar, compuesto por partículas de alta energía como los protones, bombardea la superficie lunar y se cree que es una de las principales vías de formación de agua en la Luna.

Basándose en su trabajo anterior, que demostró que el oxígeno de la magnetocola terrestre está oxidando el hierro de las regiones polares de la Luna, Shuai Li, investigador adjunto de la Escuela de Ciencia y Tecnología Oceánica y Terrestre (SOEST) de la UH Mānoa, estaba interesado en investigar los cambios en la meteorización de la superficie a medida que la Luna atraviesa la magnetocola terrestre, una zona que protege casi por completo a la Luna del viento solar, pero no de los fotones de luz del Sol.

Se trata de un laboratorio natural para estudiar los procesos de formación del agua en la superficie lunar, explica Li. Cuando la Luna está fuera de la magnetocola, la superficie lunar es bombardeada por el viento solar. Dentro de la magnetocola, casi no hay protones de viento solar y se esperaba que la formación de agua descendiera hasta casi cero.

Gráfico de la magnetosfera y la lámina de plasma | foto NASA/Goddard/Aaron Kaase

Li y sus coautores analizaron los datos de teledetección recogidos por el instrumento Moon Mineralogy Mapper a bordo de la misión india Chandrayaan 1 entre 2008 y 2009. En concreto, evaluaron los cambios en la formación de agua a medida que la Luna atravesaba la magnetocola de la Tierra, que incluye la lámina de plasma.

Para mi sorpresa, las observaciones de teledetección mostraron que la formación de agua en la magnetocola de la Tierra es casi idéntica a la del momento en que la Luna estaba fuera de la magnetocola de la Tierra, dijo Li. Esto indica que, en la magnetocola, puede haber procesos de formación adicionales o nuevas fuentes de agua no asociadas directamente a la implantación de protones del viento solar. En particular, la radiación por electrones de alta energía muestra efectos similares a los protones del viento solar.

En conjunto, este hallazgo y mis descubrimientos anteriores sobre los polos lunares oxidados indican que la madre Tierra está fuertemente ligada a su Luna en muchos aspectos no reconocidos, afirmó Li.

En futuras investigaciones, Li pretende trabajar en una misión lunar a través de los programas Artemis de la NASA para monitorizar el entorno plasmático y el contenido de agua en la superficie polar lunar cuando la Luna se encuentra en diferentes fases durante el recorrido de la magnetocola terrestre.

FUENTES

University of Hawaii at Manoa

Li, S., Poppe, A.R., Orlando, T.M. et al. Formation of lunar surface water associated with high-energy electrons in Earth’s magnetotail. Nat Astron (2023). doi.org/10.1038/s41550-023-02081-y

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