Una atmósfera en la Luna

Posted: 19 May 2013 11:00 AM PDT

A menudo, los halos gaseosos muy tenues que acompañan a astros como la Luna son descartados como atmósferas, y se tiende a pasar por alto las interacciones que esa sutil pero existente capa tiene con la geología de su astro y con otros aspectos de la naturaleza de éste.

Brian Day, del Instituto de Ciencia Lunar de la NASA, tiene muy clara esta situación, y aboga por una mayor dedicación de la comunidad científica a investigar estos halos gaseosos, que quizá deban comenzar a ser considerados como atmósferas de pleno derecho.

Hasta hace poco, casi todo el mundo aceptaba la idea convencional de que la Luna no tiene atmósfera, por considerarse que su exiguo halo gaseoso no podía ser tenido en cuenta. De igual modo que el descubrimiento de agua en la Luna transformó el conocimiento clásico del vecino celeste más cercano de la Tierra, estudios recientes confirman que la Luna tiene lo que debe ser considerado como una atmósfera. Ésta consta de algunos gases inusuales, incluyendo sodio y potasio, que no se encuentran en cantidades relevantes en las atmósferas de la Tierra, Marte o Venus.

La atmósfera lunar es muy tenue. A nivel del mar, cada centímetro cúbico de la atmósfera de la Tierra contiene 10.000.000.000.000.000.000 de moléculas. En cambio, la atmósfera lunar tiene menos de 1.000.000 de moléculas en el mismo volumen. Eso todavía suena como si fuese una gran cantidad, pero en la Tierra es lo que consideramos como un muy buen vacío. De hecho, la densidad de la atmósfera en la superficie de la Luna es comparable a la densidad de los bordes exteriores de la atmósfera de la Tierra, en donde orbita la Estación Espacial Internacional.

¿De qué está hecha la atmósfera de la Luna? Tenemos algunas pistas. En la misión de la Apolo 17, se instaló un instrumento llamado Experimento de Composición Atmosférica Lunar (LACE, por sus siglas en inglés) en la superficie de la Luna. El dispositivo detectó pequeñas cantidades de varios elementos y sustancias conformando el "aire" lunar, incluyendo helio, argón y, posiblemente, neón, amoniaco, metano y dióxido de carbono. Desde la Tierra, utilizando telescopios especiales que bloquean la luz de la superficie de la Luna, los investigadores han sido capaces de tomar imágenes de la luz de los átomos de sodio y potasio en la atmósfera de la luna a medida que son energizados por el Sol. Aún así, sólo tenemos una lista parcial de los elementos que constituyen la atmósfera lunar. Se estima que existen muchos otros ingredientes.

Se cree que en la Luna hay varias fuentes de gases que pasan a integrar su atmósfera. Entre estas fuentes, figuran las siguientes:

- Fotones de alta energía y partículas de viento solar que golpean los átomos de la superficie lunar.

- Reacciones químicas entre el viento solar y material de la superficie lunar.

- La evaporación de material de la superficie.

- Material liberado de los impactos de cometas y otros cuerpos

- La emisión de gases desde el interior de la Luna.

Pero, ¿cuáles de estas fuentes y procesos son los más importantes en la Luna? Aún se desconoce.

Con el descubrimiento de notables depósitos de hielo en los polos de la luna por las naves LCROSS (Lunar CRater Observation and Sensing Satellite) de la NASA y LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), así como con el hallazgo hecho por el Observatorio de rayos X Chandrayaan de una fina dispersión de moléculas de agua en el suelo lunar, otra posibilidad fascinante ha captado el interés de los investigadores. La atmósfera de la Luna puede desempeñar un papel clave en un potencial ciclo del agua lunar, facilitando el transporte de moléculas de agua entre las regiones polares y las latitudes inferiores. La luna no sólo puede ser más húmeda de lo que se asumió en el pasado, sino también más dinámica.

Una de las diferencias fundamentales entre las atmósferas de la Tierra y la Luna es cómo se mueven las moléculas atmosféricas. Aquí, en la densa atmósfera de la superficie de la Tierra, el movimiento de las moléculas está dominado por las colisiones entre ellas. Sin embargo, la atmósfera lunar es tan tenue, que los átomos y las moléculas casi nunca chocan. En vez de eso, son libres de seguir caminos determinados por la energía que reciben de los procesos descritos anteriormente y por la atracción gravitacional de la Luna.

Este tipo de atmósfera tenue, libre de colisiones, que se extiende desde el suelo hasta las capas más altas, puede ser el tipo de atmósfera más común en el sistema solar. Además de la Luna y Mercurio, también pueden tener atmósferas de esta clase los asteroides más grandes, algunas de las lunas de los planetas gigantes e incluso algunos de los distantes objetos del Cinturón de Kuiper, más allá de la órbita de Neptuno. No obstante, a pesar de lo común que es este tipo de atmósfera, sabemos muy poco sobre ella. Tener una justo al lado, en nuestra Luna, nos brinda una excelente oportunidad para aumentar nuestro conocimiento.

Esta oportunidad podrá ser aprovechada a fondo cuando la nave LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) de la NASA, un vehículo robótico cuyo lanzamiento al espacio se prevé para este mismo año, se ponga en órbita a la Luna y comience su trabajo de reunir información detallada acerca de la atmósfera lunar, las condiciones cerca de la superficie y las influencias ambientales sobre el polvo lunar.

Algunos de los objetivos de la LADEE son determinar la composición y estructura de la tenue atmósfera lunar, y averiguar cómo varían con el paso del tiempo y con las condiciones externas.

La oportunidad ofrecida por la LADEE llega en un momento clave: Con el aumento del interés hacia la Luna por varias naciones, las futuras misiones podrían afectar significativamente a la composición natural de la atmósfera lunar. Estudiar a fondo la Luna ahora puede ser la única forma de conocerla bien antes de que se altere más.


Fuente


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