Pesquisadores americanos revelam o enigma da tênue atmosfera da Lua
Amostras coletadas pelas missões Apollo e dados do orbitador LADEE da NASA permitiram aos pesquisadores deduzir como a atmosfera da Lua se formou, o que até agora era um mistério.
Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Universidade de Chicago estudaram amostras de solo lunar coletadas por astronautas que realizaram as missões Apollo. Essas amostras sempre foram consideradas de grande importância para a compreensão dos detalhes da formação atmosférica lunar.
Por outro lado, o orbitador lunar LADEE da NASA, lançado em 2013, foi projetado para ajudar a compreender e proteger o planeta e a explorar o Universo. Mais precisamente, para determinar as origens da atmosfera do nosso satélite.
A análise das amostras coletadas e dos dados coletados pelo LADEE sugere que a superfície lunar tem sido continuamente bombardeada ao longo dos seus 4,5 bilhões de anos de história. Primeiro por meteoritos massivos e, mais recentemente, por meteoritos menores e micrometeoritos.
Assim é a atmosfera lunar
Nosso satélite tem uma atmosfera muito tênue, embora irrespirável. Por mais de 40 anos, os astrônomos observaram uma camada muito fina de átomos ricocheteando na sua superfície. Esta atmosfera tênue e delicada é chamada de exosfera e parece ser o resultado de algum tipo de intemperismo espacial. Mas qual?
Em um interessante estudo publicado há poucos dias na revista Science Advances, os pesquisadores afirmam ter identificado o principal processo pelo qual a atmosfera lunar foi formada e que também continua a mantê-la até hoje.
Os autores do estudo afirmam que não foi fácil determinar os processos exatos que ocorrem na superfície lunar e, por fim, relatam que a atmosfera lunar é principalmente o resultado do processo de “vaporização por impacto”.
Mas o que é vaporização por impacto?
A atmosfera lunar quase imperceptível é o resultado do impacto de meteoritos, primeiro grandes e depois na forma de poeira, ao longo de bilhões de anos. Esses impactos levantam o solo, vaporizando alguns átomos específicos ao entrar em contato e lançando as partículas no ar.
Algumas destas partículas são ejetadas para o espaço, mas outras permanecem suspensas perto da superfície, formando uma atmosfera tênue que é constantemente renovada à medida que novos meteoritos continuam impactando a superfície.
Dados do orbitador LADEE indicam que existem dois processos que ocorrem na criação da atmosfera lunar. Embora o processo dominante em sua criação seja o processo de vaporização por impacto de meteorito, o processo de pulverização iônica também ocorre.
E quanto à pulverização iônica?
A pulverização iônica de íons é um fenômeno relacionado ao vento solar, responsável pelo transporte de partículas carregadas de energia desde o Sol através do espaço. Partículas carregadas desta energia colidem com a superfície da Lua. E quando isso ocorre, elas transferem sua energia para os átomos do solo, fazendo-os saltar no ar.
La matemática española Ariadna Farrés Basiana, de @NASAGoddard, nos ayuda a explorar el universo calculando las trayectorias y maniobras necesarias para llevar misiones al espacio.
— NASA en español (@NASA_es) August 5, 2024
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Para realizar o estudo e determinar com precisão a origem da atmosfera lunar, os cientistas usaram 10 amostras de solo lunar. Em cada uma das amostras, procurou-se isolar primeiro dois elementos: potássio e rubídio. Ambos são voláteis e vaporizam facilmente com impacto ou pulverização de íons.
Levando em consideração que a vaporização por impacto e a pulverização iônica de íons devem levar a proporções de isótopos muito diferentes no solo, e que cada um desses elementos químicos existe na forma de vários isótopos, sendo uma variação do mesmo elemento com o mesmo número de prótons mas com um número diferente de nêutrons. Amostras de solo indicaram que a superfície da Lua continha maiores quantidades de isótopos pesados de potássio e rubídio.
Qual dos dois processos é dominante?
A maioria dos átomos permanece na atmosfera lunar através do processo de vaporização por impacto, enquanto com a pulverização catódica de íons, muitos desses átomos são ejetados para o espaço.
Os cientistas tiveram que usar modelos de quantificação para avaliar a relação entre isótopos pesados e leves de potássio e rubídio. A proporção de isótopos de potássio e rubídio que permaneceram no solo revelou o principal processo de formação da atmosfera lunar.
Ao comparar os dois elementos químicos, determinaram que 70% da atmosfera lunar é produzida por impactos de meteoritos e os restantes 30% pelo vento solar. Portanto, o processo dominante pelo qual os átomos vaporizam e formam a atmosfera lunar é o processo de vaporização por impacto.
Referência da notícia:
Nie, N. X. et al. Lunar soil record of atmosphere loss over eons. Science Advances, v. 10, n. 31, 2024.