L’aigua a la Lluna és més habitual del que pensaven els científics, amb bosses de gel que s’amagaven a les zones ombrejades de la “foscor eterna”, algunes tan petites com un cèntim, segons revelen nous estudis.
Els científics han trobat signes d’aigua a la Lluna des del 2009 i, el 2018, van confirmar la presència de gel d’aigua a la superfície llunar. Ara, els investigadors de dos nous estudis no només han confirmat encara més la presència d’aigua a la Lluna, sinó que també han descobert que la superfície llunar podria albergar abundants taques de gel secret en “trampes fredes”, regions de taques ombrejades permanentment a la Lluna.
“Si us podeu imaginar de peu a la superfície de la Lluna a prop d’un dels seus pols, veuríeu ombres per tot arreu”, va dir l’autor de l’estudi Paul Hayne, professor ajudant del Laboratori de Física de l’Atmosfera i de l’Espai de CU Boulder. “Moltes d’aquestes ombres diminutes podrien estar plenes de gel”.
Trobar aigua a la Lluna
En un d’aquests estudis, un equip dirigit per Hayne va utilitzar dades del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA per estudiar la distribució de trampes fredes, on l’aigua no només podia existir sinó capturar-se permanentment a la Lluna. Van trobar no només una àmplia varietat de trampes fredes (amb “trampes micro fredes” de fins a 1 centímetre de diàmetre), sinó que podrien haver-hi centenars o fins i tot milers de “trampes fredes” més petites que les grans. També van trobar aquestes ombres permanents als dos pols.
De fet, l’equip de Hayne va trobar que una enorme quantitat de 40.000 quilòmetres quadrats de la superfície llunar té la capacitat de contenir aigua. Això és més del doble de la zona que els científics destinaven anteriorment al gel d’aigua a la Lluna.
L’interessant d’aquestes “trampes fredes” és que no són només zones fredes i ombres on és més probable que es congregui aigua. Són tan fredes que l’aigua o el gel quedarien literalment atrapats allà durant un temps increïble.
“Les temperatures són tan baixes en trampes fredes que el gel es comportaria com una roca”, va dir Hayne en el mateix comunicat. “Si hi entra aigua, durant mil milions d’anys no anirà enlloc”.
Tot i que Hayne i el seu equip van afirmar que necessitaven trobar aquest gel amb rovers o missions amb tripulació per verificar completament la seva existència, aquesta nova troballa podria resultar monumental en els plans de la humanitat per no només retornar els astronautes a la lluna (la NASA espera fer-ho per al 2024 amb el seu programa Artemis), sinó també per crear campaments humans a llarg termini a la superfície llunar com a punt de prova i punt de salt cap a Mart.
“Si tenim raó, l’aigua serà més accessible per a l’aigua potable, per al combustible de coets, tot allò per al qual la NASA necessita aigua”, va dir Hayne en el mateix comunicat. “És possible que els astronautes no hagin d’entrar en aquestes ombres fosques i profundes… Podrien caminar i trobar-ne una d’ample d’un metre i que pugui tenir igual de probabilitat d’albergar gel”.
Solidificar la ciència amb SOFIA
En l’altre estudi, investigadors dirigits per Casey Honniball, becari del programa postdoctoral de la NASA al NASA Goddard Space Flight Center, van estudiar l’aigua a la Lluna mitjançant dades del telescopi aeri SOFIA (l’Observatori estratosfèric per a l’astronomia infraroja) de la NASA.
SOFIA ha confirmat, per primera vegada, la presència d’aigua a la superfície de la Lluna il·luminada pel Sol. Aquest descobriment indica que l’aigua es pot distribuir per la superfície llunar, i no es limita a llocs freds i ombrejats.
SOFIA ha detectat molècules d’aigua (H2O) al cràter Clavius, un dels cràters més grans visibles des de la Terra, situat a l’hemisferi sud de la Lluna. Les observacions anteriors de la superfície de la Lluna van detectar alguna forma d’hidrogen, però no van poder distingir entre l’aigua i el seu parent químic proper, el hidroxil (OH). Les dades d’aquesta ubicació revelen aigua en concentracions de 100 a 412 parts per milió, aproximadament equivalent a una ampolla d’aigua de 12 unces, atrapada en un metre cúbic de sòl escampat per la superfície llunar. Els resultats es publiquen en l’últim número de Nature Astronomy.
“Teníem indicis que H2O, l’aigua familiar que coneixem, podria estar present en el costat il·luminat pel sol de la Lluna”, va dir Paul Hertz, director de la Divisió d’Astrofísica a la Direcció de Missions Científiques a la Seu de la NASA a Washington. “Ara sabem que hi és. Aquest descobriment desafia la nostra comprensió de la superfície llunar i planteja preguntes intrigants sobre els recursos rellevants per a l’exploració de l’espai profund “.
A tall de comparació, el desert de Sàhara té 100 vegades la quantitat d’aigua que SOFIA va detectar a terra lunar. Tot i les petites quantitats, el descobriment planteja noves preguntes sobre com es crea l’aigua i com persisteix en la dura superfície llunar sense aire.
L’aigua és un recurs preciós en l’espai profund i un ingredient clau de la vida tal com la coneixem. Queda per determinar si l’aigua que SOFIA va trobar és fàcilment accessible per al seu ús com a recurs. Sota el programa Artemis de la NASA, l’agència està ansiosa per aprendre tot el que pugui sobre la presència d’aigua a la Lluna abans d’enviar a la primera dona i a el proper home a la superfície llunar en 2024 i establir una presència humana sostenible allà per a finals de la dècada.
Els resultats de SOFIA es basen en anys d’investigacions prèvies que examinen la presència d’aigua a la Lluna. Quan els astronautes de l’Apolo van tornar per primera vegada de la Lluna en 1969, es va pensar que estava completament seca. Missions orbitals i d’impacte durant els últims 20 anys, com el satèl·lit d’observació i detecció de cràters llunars de la NASA, han confirmat gel en cràters permanentment ombrejats al voltant dels pols de la Lluna. Mentrestant, diverses naus espacials, inclosa la missió Cassini i la missió de l’estel Deep Impact, així com la missió Chandrayaan-1 de l’Organització d’Investigació Espacial de l’Índia, i la instal·lació del telescopi infraroig terrestre de la NASA, van mirar àmpliament a través de la superfície llunar i va trobar evidència d’hidratació en regions més assolellades. No obstant això, aquestes missions no van poder distingir definitivament la forma en que estava present, ja sigui H2O o OH.
SOFIA va oferir una nova manera de mirar la Lluna. Volant a altituds de fins a 45.000 peus, aquest avió de passatgers Boeing 747SP modificat amb un telescopi de 106 polzades de diàmetre aconsegueix superar l’obstacle de més del 99% del vapor d’aigua en l’atmosfera de la Terra per obtenir una vista més clara de l’univers infraroig. Usant la seva càmera infraroja d’objecte feble per al telescopi SOFIA (FORCAST), SOFIA va poder captar la longitud d’ona específica única de les molècules d’aigua, a 6,1 microns, i va descobrir una concentració relativament sorprenent al assolellat cràter Clavius.
Diverses forces podrien estar en joc en el lliurament o creació d’aquesta aigua. Els micrometeorits que cauen sobre la superfície llunar, transportant petites quantitats d’aigua, podrien dipositar l’aigua a la superfície llunar després de l’impacte. Una altra possibilitat és que podria haver-hi un procés de dos passos mitjançant el qual el vent solar del Sol lliura hidrogen a la superfície llunar i provoca una reacció química amb minerals que contenen oxigen a terra per crear hidroxil. Mentrestant, la radiació del bombardeig de micrometeorits podria estar transformant aquest hidroxil en aigua.
La forma en què l’aigua s’emmagatzema, es el que fa possible que s’acumuli, també planteja algunes preguntes intrigants. L’aigua podria quedar atrapada en petites estructures en forma de perles en el sòl que es formen a partir de l’alt calor creat pels impactes dels micrometeorits. Una altra possibilitat és que l’aigua pugui estar amagada entre els grans de sòl lunar i protegida de la llum solar, el que podria fer-la una mica més accessible que l’aigua atrapada en estructures en forma de comptes.
SOFIA no és una instal·lació astronòmica ordinària, és una instal·lació astronòmica empaquetada en un jet 747 modificat que transporta els seus instruments per sobre de la major part de l’atmosfera terrestre, el que típicament distorsiona les observacions terrestres. La posició de SOFIA en un jet li ofereix alguns dels beneficis de les observacions tant terrestres com espacials: és relativament fàcil d’actualitzar, però evita aquesta interferència atmosfèrica.
I pel fet que l’observatori vola com un avió, és fàcil fer observacions d’una zona específica de cel durant cada un dels vols de 10 hores de l’observatori, segons la NASA. Els instruments de SOFIA s’enfoquen en la llum infraroja, estudiant objectes en el nostre propi Sistema Solar i en altres galàxies.
Més informació a: https://www.nasa.gov/mission_pages/SOFIA/index.html