A fina atmosfera da Lua contém néon, um gás normalmente usado em sinais elétricos na Terra, devido ao seu intenso brilho. Enquanto os cientistas têm especulado por décadas, a presença de néon, na atmosfera lunar, a sonda Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer, a LADEE da NASA confirmou a sua existência pela primeira vez.
“A presença de néon na exosfera da Lua tem sido um tema de especulação desde as missões Apollo, mas nenhuma detecção direta havia sido feita até então”, disse Mehdi Benna do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e da Universidade de Maryland em Baltimore County. “Nós ficamos muito felizes não só por finalmente termos confirmados essa presença, mas também por mostrar que ele é relativamente abundante”. Benna, é o principal autor de um artigo, que descreve as observações feitas pelo Neutral Mass Spectrometer (NMS) da sonda LADEE e que foi publicado na revista Geophysical Research Letters, em 28 de Maio de 2015.
Não existe néon suficiente para fazer a Lua brilhar visivelmente pois a atmosfera da Lua é muito tênue, cerca de 100 trilhões de vezes menos densa que a atmosfera da Terra, no nível do mar. Uma atmosfera densa como a da Terra, é relativamente rara no nosso Sistema Solar, pois um objeto precisa ser suficientemente massivo para ter gravidade suficiente para manter essa atmosfera.
O comportamento de uma atmosfera densa é guiado pelas colisões entre seus átomos e moléculas. Contudo, a atmosfera da Lua é tecnicamente referida como uma exosfera, pois ela é tão fina, que seus átomos raramente colidem. As exosferas são muito mais comuns no nosso Sistema Solar, assim os cientistas estão muito interessados para saber mais e mais sobre ela. “É crítico aprendermos sobre a exosfera lunar, antes que uma exploração humana sustentável a altere totalmente”, disse Benna. Como a atmosfera da Lua é tão fina, os motores de foguetes poderiam facilmente mudar sua composição.
A maior parte da exosfera lunar vem do vento solar, um fino fluxo de partículas eletricamente carregadas que conduzem o gás da superfície do Sol para o espaço a uma velocidade de milhões de quilômetros por hora. A maior parte do vento solar é composto de hidrogênio e hélio, mas ele contém também outros elementos em menor quantidade, incluindo o néon. Todos esses elementos se chocam com a Lua, mas somente o hélio, o néon, e o argônio são voláteis o suficiente para retornarem de volta ao espaço. O resto dos elementos são capturados pela superfície da Lua.
O instrumento NMS da LADEE confirmou que a exosfera da Lua é feita na sua maior parte por hélio, argônio e néon. Suas quantidades relativas dependem do momento do dia na Lua – o pico do argônio acontece no nascer do Sol, com o néon, às 4:00 da manhã e o do hélio à 1:00 da manhã. O instrumento conduziu medidas sistemáticas desses gases por sete meses, o que permitiu que os cientistas pudessem entender como esses gases são levados para atmosfera e como eles são perdidos para o espaço.
Enquanto que a maior parte da exosfera lunar vem do vento solar, o NMS, mostrou que parte do gás vem também de rochas lunares. O argônio-40, resultado do decaimento da ocorrência natural radioativa do potássio-40, é encontrado nas rochas de todos os planetas terrestres, como resultado dessa formação.
“Nós também ficamos surpresos em descobrir que o argônio-40 criou um bulbo local acima de uma parte incomum da superfície da Lua, a região que contém o Mare Imbrium e do Oceanus Procellarum”, disse Benna. Embora a razão para esse realce local não seja entendida. “Não se pode deixar de notar que essa região acontece nos lugares onde o potássio-40 é mais abundante na superfície. Assim, deve existir uma conexão entre o argônio atmosférico, o potássio da superfície e as fontes profundas no seu interior”, disse Benna.
Um segundo comportamento surpreendente do argônio, foi que de maneira geral, sua quantidade na exosfera lunar não era constante com o tempo. Ao invés disso, ele aumentava e decaia cerca de 25% durante a órbita da missão LADEE. De acordo com Benna, essa fonte transiente de argônio, pode ser o resultado de um aumento na saída de gás da superfície que é acionado pela tensão de maré na Lua.
O NMS também revelou uma fonte inesperada de alguma parte de hélio na exosfera lunar. “Cerca de 20% do hélio, vem da própria Lua, muito provavelmente do resultado do decaimento radioativo do tório e do urânio, também encontrado nas rochas lunares”, disse Benna. Esse hélio está sendo produzido, numa taxa equivalente a sete litros por segundo na pressão atmosférica padrão.
“Os dados coletados pelo NMS aborda questões de longa data relacionadas com as fontes e sumidouros do hélio exosférico e do argônio que permaneceram sem respostas por décadas”, disse Benna. “Essas descobertas destacam as limitações dos atuais modelos exosféricos, e a necessidade de modelos mais sofisticados no futuro”.
Lançada em Setembro de 2013, desde a Wallops Flight Facility, na Virginia, a LADEE começou a orbitar a Lua no dia 6 de Outubro de 2013 e a obter dados científicos no dia 10 de Novembro de 2013. A sonda entrou na sua órbita científica ao redor da Lua em 20 de Novembro de 2013 e em Março de 2014, a LADEE teve sua missão estendida depois dos 100 dias iniciais da missão. A sonda LADEE esgotou todo o seu combustível que a mantinha na órbita lunar e foi intencionalmente enviada de encontro com a superfície da Lua, impactando em 17 de Abril de 2014. A órbita da sonda decaiu naturalmente seguindo a fase científica de baixa altitude da missão.
Para mais informações sobre a missão LADEE, visite:
Fonte:
https://www.nasa.gov/content/goddard/ladee-lunar-neon
