"Ciclo da água na lua" é uma frase que muitas pessoas - incluindo cientistas lunares - nunca esperavam ouvir. Esta nova descoberta surpreendente de água onipresente na superfície da Lua, revelada e confirmada por três naves espaciais diferentes no ano passado, foi um dos principais tópicos de discussões e estudos recentes de pesquisadores lunares. Mas descobrir o ciclo de como a água aparece e desaparece durante o dia lunar permanece ilusório. A partir de agora, os cientistas suspeitam de alguns processos diferentes que poderiam estar fornecendo água e hidroxil (OH) para a superfície lunar: meteoritos ou cometas que atingem a Lua, gases do interior da Lua ou o vento solar interagindo com o regolito lunar. Mas até agora, nenhum dos detalhes de qualquer um desses processos está sendo acrescentado.
Dana Hurley, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, faz parte da equipe de cientistas que tentam modelar o ciclo lunar da água e discutiu o trabalho no terceiro Fórum Lunar anual do Instituto de Ciências Lunares da NASA no Centro de Pesquisas Ames, de 20 a 22 de julho de 2010. .
"Quando fazemos o modelo, assumimos que a água é perdida por meio da fotodissociação, e isso define a escala de tempo", disse Hurley à Space Magazine. "E, usando essa escala de tempo, a quantidade que entra pelo vento solar ou pelos micrometeoritos não pode aumentar a quantidade observada se estiver em estado estacionário; portanto, algo não está dando certo".
A fotodissociação envolve a decomposição de uma substância em componentes mais simples pela energia radiante da luz solar.
Parece que a quantidade de água varia ao longo do dia lunar. Duas observações por semana, separadas por um espectrômetro na espaçonave Deep Impact reaproveitada (agora chamada EPOXI), mostraram que a região que estava perto do terminador da Lua ao amanhecer tinha uma quantidade detectável de água e hidroxila, e uma semana depois, quando estava perto do meio dia, essas substâncias se foram. Mas a nova região ao amanhecer tinha H2O e OH.
Uma teoria sustenta que a água e o hidroxilo são, em parte, formados a partir de íons hidrogênio no vento solar. Ao meio-dia local, quando a lua está mais quente, um pouco de água e hidroxila são perdidas. À noite, a superfície esfria novamente e a água e o hidroxil retornam.
Mas, disse Hurley, o vento solar em estado estacionário não reproduz a densidade superficial observada de água e hidroxila.
Além disso, observar as outras fontes possíveis - a taxa de fonte conhecida de micrometeoroides e cometas - também não fornece a quantidade de H20 e OH observada.
"Gostaríamos muito de ter muito mais observações para entender como evolui ao longo do dia", disse Hurley.
Em sua palestra, Hurley disse que sua equipe tem tentado examinar todos os ângulos e idéias possíveis, incluindo recentes maiores cometas na Lua, ou potencialmente um evento sazonal em que a água depositada nos pólos de inverno pode ser liberada quando aquecer no verão. Mas até agora nenhuma dessas idéias foi testada ou modelada e, até o momento, não fornece uma solução para o ciclo diário de água que foi observado.
Ela também observou que, como obviamente existem processos únicos, a interação entre a superfície e a atmosfera precisa de mais estudos.
"A superfície e a atmosfera estão acopladas", disse Hurley em entrevista à Space Magazine. “A atmosfera é produzida a partir da superfície; não existe uma atmosfera que dure muito tempo na lua e está sendo constantemente produzida e perdida. E assim vem da superfície, seja de algo que vem dos grãos do regolito lunar ou de algo que está interagindo com esses grãos, seja o vento solar ou algo que está impactando. Portanto, a superfície é a fonte da atmosfera e ela volta e interage com a superfície novamente. E você realmente precisa entender todo esse sistema. ”
Então, qual é o melhor palpite dela sobre a fonte da água?
Hurley disse que deve haver algum tipo de reciclagem em andamento dentro do regolito, e talvez uma química complexa da superfície que permita que o H20 e OH existam por períodos mais longos, o que explicaria melhor a densidade da superfície.
"O que eu observei é o que poderia estar acontecendo na atmosfera e como as coisas pulam da superfície para cima e depois voltam à superfície", disse ela. “O regolito lunar é bastante frouxo, e essas pequenas partículas e gases podem descer dentro do regolito e ficar no topo vários centímetros e seguir seu caminho para baixo e para trás. Portanto, há uma troca nessa camada superior que está agindo como um reservatório. Esse é o meu melhor palpite sobre o que está acontecendo.
