Orbitador de la NASA encuentra nueva evidencia de escarcha en la superficie de la Luna

 

Un equipo de científicos ha identificado en datos del orbitador LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) de la NASA  áreas brillantes en cráteres cerca del polo sur de la Luna que son suficientemente fríos como para tener escarcha en la superficie. La nueva evidencia procede de un análisis que combina las temperaturas en la superficie con información acerca de la cantidad de luz reflejada desde la superficie de la Luna.

“Encontramos que los lugares más fríos cerca del polo sur de la Luna son también los más brillantes, más brillantes de lo que esperaríamos por las condiciones del terreno, y esto puede indicar la presencia de escarcha en la superficie”, comenta Elizabeth Fisher , autora principal del estudio publicado en Icarus. Fisher realizó el análisis de los datos mientras investigaba para la University of Hawai‘i en Manoa como estudiante. Actualmente trabaja en la Brown University.

 

Los depósitos de hielo tienen apariencia de estar fragmentados y ser delgados, y es posible que estén mezclados con la capa superficial de polvo y rocas pequeñas llamada regolito. Los investigadores afirman que no observan extensiones de hielo parecidas a un estanque helado o pista de patinaje. Por el contrario, lo que observan son señales de escarcha superficial.

La escarcha fue hallada en trampas frías cercanas al polo sur de la Luna. Las trampas frías son áreas en oscuridad permanente (situadas en el fondo de cráteres profundos o en una parte de la pared del cráter que no recibe luz directa del sol) donde las temperaturas permanecen por debajo de -163ºC (-260 º Farenheit). Bajo estas condiciones, el hielo de agua puede persistir durante millones o miles de millones de años.

Hace más de medio siglo, los científicos sugirieron que las trampas heladas lunares podrían almacenar hielo de agua, pero confirmar esa hipótesis resultó ser un desafío. Las observaciones hechas por el Lunar Prospector de la NASA a fines de la década de 1990 identificaron áreas ricas en hidrógeno cerca de los polos de la luna, pero no pudieron determinar si ese hidrógeno estaba unido en agua o estaba presente de alguna otra forma. La comprensión de la naturaleza de estos depósitos ha sido uno de los objetivos principales del  LRO, que ha estado orbitando la Luna desde 2009.

Fisher y sus colegas encontraron evidencia de escarcha lunar comparando las lecturas de temperatura del instrumento Diviner del LRO con mediciones de brillo del Lunar Orbiter Laser Altimeter o LOLA. En estas comparaciones, las áreas más frías cerca del polo sur también eran muy brillantes, lo que indica la presencia de hielo u otros materiales altamente reflectantes. Los investigadores observaron las temperaturas superficiales máximas, porque el hielo de agua no durará si la temperatura se acerca por encima del umbral crucial.

Los hallazgos son consistentes con el análisis de otro equipo de los datos de LRO, reportado en 2015. Ese estudio comparó las temperaturas pico con los rayos ultravioleta, u UV, del Lyman-Alpha Mapping Project, o LAMP. Tanto LOLA como LAMP son capaces de medir el brillo superficial sin luz solar. LOLA lo hace midiendo la luz láser reflejada, y LAMP, midiendo la luz de las estrellas reflejada y la claridad del cielo UV del hidrógeno.

“Estos hallazgos demuestran una vez más el valor de estudiar la luna desde órbita a largo plazo”, dijo John Keller, el científico del proyecto LRO en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Todo este trabajo comienza con completos conjuntos de datos formados por años de mediciones continuas”.

Juntos, los dos estudios refuerzan el caso de que hay escarcha en las trampas frías cerca del polo sur de la luna. Hasta ahora, sin embargo, los investigadores no han visto los mismos signos cerca del polo norte de la luna.

“Lo que siempre ha sido intrigante sobre la luna es que esperamos encontrar hielo donde las temperaturas son lo suficientemente frías para el hielo, pero eso no es lo que vemos”, dijo Matt Siegler, investigador del Planetary Science Institute de Dallas, Texas, y co-autor del  estudio.

El hielo de agua y otros depósitos también han sido identificados en trampas frías cerca del polo norte en Mercurio. Aunque es el planeta más cercano al Sol, Mercurio parece tener hasta 400 veces más hielo que la Luna, según la estimación de Siegler. Los científicos todavía están determinando cual escenario es “más normal”.

Otra pregunta tentadora es cuán viejo es el hielo de la luna. Si el agua fue suministrada por cometas helados o asteroides, podría ser tan antigua como el sistema solar y podría marcar la entrega temprana de agua a la Tierra y a la Luna. Pero si el agua fue producida por reacciones químicas impulsadas por el viento solar, es mucho más reciente. O ambos pueden ser verdad. Podría haber depósitos de hielo muy antiguo enterrados bajo tierra y agua nueva en la superficie.

En cualquier caso, dijo Siegler, hay suficiente evidencia ahora para  una investigación más profunda. No sólo el hielo de la luna podría proporcionar recursos para la exploración, sino que también podría ayudarnos a entender los orígenes del agua de la Tierra. Hace más de medio siglo, los científicos sugirieron que las trampas heladas lunares podrían almacenar hielo de agua, pero confirmar que esa hipótesis resultó ser un desafío. Las observaciones hechas por la Orbiter Lunar Prospector de la NASA a fines de la década de 1990 identificaron áreas ricas en hidrógeno cerca de los polos de la luna, pero no pudieron determinar si ese hidrógeno estaba unido en agua o estaba presente de alguna otra forma. La comprensión de la naturaleza de estos depósitos ha sido uno de los objetivos principales de LRO, que ha estado orbitando la Luna desde 2009.

Fisher y sus colegas encontraron evidencia de heladas lunares comparando las lecturas de temperatura del instrumento Diviner de LRO con mediciones de brillo del Lunar Orbiter Laser Altimeter de la nave espacial o LOLA. En estas comparaciones, las áreas más frías cerca del polo sur también eran muy brillantes, lo que indica la presencia de hielo u otros materiales altamente reflectantes. Los investigadores observaron las temperaturas superficiales máximas, porque el hielo de agua no durará si la temperatura se acerca por encima del umbral crucial.

Los hallazgos son consistentes con el análisis de otro equipo de los datos de LRO, reportado en 2015. Ese estudio comparó las temperaturas pico con los rayos ultravioleta, u UV, del Lyman-Alpha Mapping Project, o LAMP. Tanto LOLA como LAMP son capaces de medir el brillo superficial sin luz solar. LOLA lo hace midiendo la luz láser reflejada, y LAMP, midiendo la luz de las estrellas reflejada y la claridad del cielo UV del hidrógeno.

“Estos hallazgos demuestran una vez más el valor de estudiar la luna desde la órbita a largo plazo”, dijo John Keller, el científico del proyecto LRO en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Todo este trabajo comienza con completos conjuntos de datos formados por años de mediciones continuas”.

Juntos, los dos estudios refuerzan el caso de que hay heladas en las trampas frías cerca del polo sur de la luna. Hasta ahora, sin embargo, los investigadores no han visto los mismos signos cerca del polo norte de la luna.

“Lo que siempre ha sido intrigante sobre la luna es que esperamos encontrar hielo donde las temperaturas son lo suficientemente frías para el hielo, pero eso no es lo que vemos”, dijo Matt Siegler, investigador del Planetary Science Institute de Dallas, Texas, Y un co-autor en el estudio.

El hielo de agua y otros depósitos también han sido identificados en trampas frías cerca del polo norte en Mercurio. Aunque es el planeta más cercano al Sol, Mercurio parece tener hasta 400 veces más hielo que la Luna, según la estimación de Siegler. Los científicos todavía están determinando qué escenario es “más normal”.

Otra pregunta tentadora es cuán viejo es el hielo de la luna. Si el agua fue suministrada por cometas helados o asteroides, podría ser tan antigua como el sistema solar y podría marcar la entrega temprana de agua a la Tierra ya la Luna. Pero si el agua fue producida por reacciones químicas impulsadas por el viento solar, es mucho más reciente. O ambos pueden ser verdad. Podría haber eones-antiguos depósitos de hielo enterrados bajo tierra y agua nueva en la superficie.

En cualquier caso, dijo Siegler, hay suficiente evidencia ahora para  una investigación más profunda. No sólo el hielo de la luna podría proporcionar recursos para la exploración, sino que también podría ayudarnos a entender los orígenes del agua de la Tierra.

Traducción de:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasa-orbiter-finds-new-evidence-of-frost-on-moons-surface

En los cráteres cercanos al polo sur de la luna, el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA encontró algunas áreas brillantes y algunas áreas muy frías. En áreas que son brillantes y frías, el hielo de agua puede estar presente en la superficie como escarcha.

Créditos: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio