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Científicos descubren el origen de la delgada atmósfera de la Luna
domingo, agosto 04, 2024

Científicos descubren el origen de la delgada atmósfera de la Luna

Los científicos comprenden por fin cómo la Luna consiguió su tenue atmósfera

Siempre se ha dicho que la Luna no tiene atmósfera. Esto no es del todo cierto. Tiene una delgadísima capa de átomos situada en un anillo alrededor del cuerpo celeste. Ahora se han revelado más datos sobre su origen.

Oficialmente, no se trata de una atmósfera, sino de una exosfera. En la Tierra, se trata de la capa exterior, donde, por ejemplo, orbitan los satélites. Esta capa se encuentra a una altitud de 500 a 1000 kilómetros y constituye la transición al espacio.

Análisis de muestras Apolo

Pero, ¿cómo puede haber una exosfera en la Luna, cuando la gravedad es demasiado baja para retener las moléculas de aire? Según científicos del MIT y de la Universidad de Chicago, esto se debe principalmente a algo que denominan “evaporación por impacto”. En sus 4500 millones de años de historia, la Luna ha sido bombardeada continuamente por meteoritos. El impacto levantó polvo en el suelo. En el proceso, ciertos átomos se evaporaron, algunos de los cuales fueron directamente al espacio, mientras que otros permanecieron suspendidos sobre la Luna. Esto permitió que se formara una atmósfera tenue, que se alimentaba constantemente a medida que los meteoritos seguían impactando. Esta es la conclusión de los investigadores, basada en el análisis de muestras de suelo lunar recogidas por los astronautas durante las conocidas misiones Apolo.

La respuesta definitiva

“Llegamos a la respuesta definitiva: la evaporación por impacto es el principal proceso que formó la atmósfera lunar”, afirma la investigadora principal, Nicole Nie, del MIT. “La Luna tiene casi 4500 millones de años y durante ese tiempo la superficie ha sido bombardeada repetidamente por meteoritos. Demostramos que, con el tiempo, una fina atmósfera pudo alcanzar un estado estable porque se reponía continuamente con pequeños impactos por toda la Luna”.

Vientos solares e impactos de meteoritos

En 2013, la NASA envió un orbitador hacia la Luna para recoger a distancia información sobre la delgada atmósfera, las condiciones de la superficie y cualquier influencia ambiental sobre el polvo lunar. Los científicos esperaban que las mediciones confirmaran dos procesos que podrían explicar cómo se creó la atmósfera lunar: la evaporación por impacto y algo llamado “pulverización iónica”. Este último es un fenómeno en el que el viento solar, que transporta partículas cargadas desde el sol a través del espacio, golpea la superficie lunar. Cuando las partículas alcanzan la superficie lunar, pueden transferir su energía a los átomos del suelo y estos se dispersan en el aire, por así decirlo.

“Según los datos de las mediciones, parece que ambos procesos desempeñan un papel”, explica Nie. “Por ejemplo, demostraron que durante las lluvias de meteoritos hay más átomos en la atmósfera, lo que significa que los impactos tienen un efecto. Pero también demostraron que cuando la Luna está protegida del Sol, como durante un eclipse solar, se producen cambios en la atmósfera, lo que significa que el Sol también tiene un impacto”. “Así que los resultados no estaban del todo claros”.

Minúsculos granos lunares

Para determinar con mayor precisión el origen de la atmósfera lunar, Nie examinó diez muestras de suelo lunar, cada una de las cuales pesaba solo unos 100 miligramos.

En primer lugar, Nie quería aislar dos elementos de cada muestra: el potasio y el rubidio. Ambos son “volátiles”, lo que significa que se evaporan fácilmente con los impactos. Cada elemento puede constar de varios isótopos. Un isótopo es una variante del mismo elemento, que consta del mismo número de protones pero de un número ligeramente distinto de neutrones. Por ejemplo, el potasio puede existir como uno de los tres isótopos, cada uno con un neutrón más y ligeramente más pesado que el anterior. Del mismo modo, existen dos isótopos de rubidio.

El equipo razonó que si la atmósfera lunar está formada por átomos que se han evaporado y han acabado en el aire, los isótopos más ligeros ascienden más fácilmente, mientras que los más pesados tienen más probabilidades de hundirse de nuevo en el suelo. Además, pensaron que la evaporación por impacto y la pulverización iónica darían lugar a proporciones de isótopos muy diferentes en el suelo. La composición específica de isótopos ligeros y pesados en el suelo, tanto para el potasio como para el rubidio, revelaría entonces qué proceso está contribuyendo realmente al origen de la atmósfera lunar.

Polvo disuelto en ácido

Dicho y hecho: en primer lugar, los investigadores molieron las muestras hasta obtener un polvo fino antes de disolverlo en ácidos y separar los isótopos de potasio y rubidio. Mediante un espectrómetro de masas, se pudieron medir los distintos isótopos de potasio y rubidio. Como era de esperar, las muestras de suelo contenían principalmente isótopos pesados. Comparando los dos elementos, los investigadores concluyeron que la evaporación por impacto, en particular, llevó los átomos al aire y formó la atmósfera lunar.

Importante descubrimiento

“Con la evaporación por impacto, la mayoría de los átomos permanecen en la atmósfera lunar, mientras que con la pulverización iónica, muchos átomos son expulsados al espacio”, explicó Nie. Se calcula que al menos el 70 % de la atmósfera lunar es producto de impactos de meteoritos, mientras que el 30 % restante es resultado del viento solar.

El investigador de Cambridge Justin Hu, que no participó en el estudio, responde: “Este descubrimiento va más allá de una mejor comprensión de la historia de la Luna. De hecho, estos procesos también pueden tener lugar e incluso ser más importantes en otras lunas y asteroides”.

“Sin estas muestras del Apolo, no tendríamos datos precisos para entender las cosas con más detalle”, afirma Nie. “Por eso es importante traer a la Tierra muestras de la Luna y de otros cuerpos celestes para que podamos hacernos una idea más clara de la formación y evolución del sistema solar”.

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