Noticia de la NASA: Se encuentra agua en el suelo lunar

Desde hace un tiempo se ha detectado una hidratación generalizada (agua) en la superficie lunar, mediante observaciones de absorción característica en 3 µm, por tres naves espaciales independientes. 

Dos imagenes de la Luna tomadas con la nave Clementine. El sector marcado es donde SOFIA detectó el agua. La imagen color es en UV, que marca la composición química lunar.

Se desconocía si la hidratación era agua molecular (H2O) u otros compuestos de hidroxilo (OH) y no existen métodos establecidos para distinguir los dos, utilizando la banda de 3 µm. 

Sin embargo, hay una vibración fundamental del agua molecular que produce una firma espectral a 6 µm, que no es compartida por otros compuestos de hidroxilo. Aquí, se presentan observaciones de la Luna a 6 µm, utilizando el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja de NASA / DLR (SOFIA). 

Las observaciones revelan una característica de emisión de 6 µm en altas latitudes lunares, debido a la presencia de agua molecular en la superficie lunar. 

Sobre la base de la fuerza de la banda de 6 µm, estimamos abundancias de alrededor de 100 a 400 gramos de agua por cada 1000 kilogramos de regolito (polvo lunar). 

Encontramos que la distribución del agua en el rango de latitud pequeña es el resultado de la geología local y probablemente no sea un fenómeno global. Por último, sugerimos que la mayor parte del agua que detectemos se almacena en cristales o en huecos entre granos resguardados del duro ambiente lunar, permitiendo que el agua permanezca en la superficie lunar. 

Datos técnicos 

Usando SOFIA se realizaron de la superficie lunar a 6 µm el 31 de agosto de 2018 en una búsqueda de agua molecular. El equipo es muy adecuado para buscar agua lunar de 6 µm debido a su cobertura de longitud de onda de 5 a 8 µm, gran resolución y alta relación señal-ruido. La rendija de entrada que se analizó mide 2,4 × 191 segundos de arco. En el centro lunar del disco, la rendija tiene una extensión espacial de 4,8 × 382 km (la resolución espacial cerca del limbo es menor debido al acortamiento).

Las zonas analizadas. Clavius, abajo, se detectaron moléculas de agua. Arriba, zona de control, casi sin moléculas. 

Durante las observaciones, la Luna estaba en un ángulo de fase de 57,5 °. Observamos una región en latitudes altas del sur cerca del cráter Clavius y una porción de baja latitud de Mare Serenitatis. Los datos de SOFIA revelan una fuerte banda de emisión de 6 µm en el cráter Clavius y el terreno circundante en relación con la ubicación de control cerca del ecuador lunar, que muestra una baja hidratación en algunos análisis. 

Todos los espectros de la región de Clavius exhiben esta característica de emisión de 6 µm. La mayoría de estos picos de emisión (98%) superan la significación de 2σ en relación con el ruido de fondo, y aproximadamente el 20% superan la significación de 4σ. 

¿Cómo? 

¿Cómo es posible que con las temperaturas de 180º C que hay en la Luna en pleno dia, haya moléculas de agua?

Existen varios mecanismos para el origen del agua en el suelo lunar que son relevantes para los datos obtenidos. El agua presente en la exosfera lunar puede ser absorbida químicamente en la superficie de los granos lunares (regolito). 

El agua puede ser introducida por micrometeoritos ricos en volátiles, y una porción de este agua puede ser retenida en los cristales resultantes de estos impactos o introducida en la exósfera.

La detección en 6 micrómetros. En rojo, la zona de Clavius. En negro, la zona de referencia.

El agua también se puede formar in situ a partir de hidroxilo preexistente durante el impacto de los micrometeoritos, cuando las altas temperaturas promueven la reacción, como se ha demostrado recientemente en el laboratorio. 

En los experimentos, el agua se detectó como vapor, pero presumiblemente una parte de ese agua también se puede retener los cristales generados por el impacto. 

Todo esto facilitaría las misiones tripuladas, ya que se podría extraer el agua desde el suelo lunar, y no transportarla desde la Tierra. Si la presencia de agua es local, no en toda la Luna, es factible que la futura base lunar deba instalarse necesariamente en esa región.

El paper completo gratuito (en ingles).