Magnetosfera da Terra pode ajudar a semear água na Lua

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/01/2021

Impressão artística da magnetosfera, com o "vento da Terra" composto de íons de oxigênio (cinza) e íons de hidrogênio (azul brilhante), que poderiam reagir na superfície lunar para criar água. A Lua passa mais de três quartos de sua órbita no vento solar (amarelo), e o quarto restante protegida pela magnetosfera terrestre.
[Imagem: E. Masongsong/UCLA EPSS/ NASA GSFC/SVS]

Água na Lua

Usando dados de três sondas espaciais diferentes, astrofísicos acreditam ter encontrado mais uma explicação para formação de água na Lua: a magnetosfera da Terra.

Antes da era Apolo, a Lua era considerada um deserto seco devido às temperaturas extremas e à aspereza do ambiente espacial que "toca" diretamente a superfície do satélite.

Desde então, muitos estudos, alguns bastante controversos, descobriram água lunar: Gelo em crateras polares, água presa em rochas vulcânicas e inesperados depósitos de ferro oxidado no solo lunar. Apesar de todas essas alegadas "descobertas", ainda não há uma confirmação verdadeira da extensão ou da origem da água da superfície lunar.

Considerando que a água lunar realmente exista, a teoria mais aceita pelos cientistas é que íons de hidrogênio carregados positivamente e impulsionados pelo vento solar bombardeiam a superfície lunar, onde reagem espontaneamente para formar moléculas hidroxila (OH^-) ou água molecular de verdade (H₂O).

Agora, uma equipe internacional afirma que o vento solar pode não ser a única fonte de íons formadores de água na Lua.

Eles demonstraram que partículas da Terra podem "semear" a Lua com os elementos necessários para formar a água.

Magnetosfera semeando água

Embora o vento solar seja uma provável fonte de água na superfície lunar, os modelos de computador preveem que até a metade da água que se forma deve evaporar e desaparecer em regiões de alta latitude durante os cerca de três dias da Lua Cheia, quando nosso satélite é envolto pela magnetosfera da Terra.

A magnetosfera é essencialmente a região sob influência do campo magnético da Terra. Mas, como sua forma é moldada pelo vento solar - ela se parece com um cometa - a região também possui conteúdo material, na forma de um plasma rarefeito. No lado da Terra que está voltado para o Sol, a magnetosfera avança cerca de 12 a 15 raios terrestres; no lado noturno, a chamada cauda da magnetosfera se estende por mais de 100 raios terrestres, portanto muito além da órbita da Lua.

Surpreendentemente, a análise mais recente dos mapas de hidroxila feitos pela sonda espacial indiana Chandrayaan-1 indica que os íons OH^- da superfície lunar não desaparecem durante o período de blindagem da magnetosfera. Acreditava-se que o campo magnético da Terra bloqueasse o vento solar, de forma que qualquer água não seria regenerada mais rápido do que seria perdida, mas os dados mostram que não é bem assim.

Comparando uma série temporal dos mapas de hidroxila superficial antes, durante e depois do trânsito da magnetosfera, os pesquisadores argumentam que a água lunar pode ser reabastecida por fluxos de íons magnetosféricos, também conhecidos como "vento da Terra".

A presença desses íons derivados da Terra perto da Lua foi confirmada pela sonda espacial japonesa Kaguya, enquanto as observações das sondas Themis-Artemis foram usadas para traçar o perfil das características distintivas dos íons no vento solar, versus aqueles dentro do vento da Terra.

Observações anteriores da Kaguya durante a Lua Cheia detectaram altas concentrações de isótopos de oxigênio que vazaram da camada de ozônio da Terra e se incrustaram no solo lunar, juntamente com uma abundância de íons de hidrogênio na vasta atmosfera estendida do nosso planeta, conhecida como exosfera.

Esses fluxos combinados de partículas da magnetosfera são fundamentalmente diferentes daqueles do vento solar. Assim, defende a equipe, os mapas da Chandrayaan-1 coletados na Lua Cheia refutam a hipótese de blindagem e, em vez disso, sugerem que a própria magnetosfera terrestre cria uma "ponte de água" que pode reabastecer a Lua.

Os argumentos da equipe são bem fundamentados. Agora só falta encontrar a água na superfície da Lua.
[Imagem: H. Z. Wang et al. (2021)]

Controvérsias e outras luas

Apesar dos argumentos, o estudo continua sendo controverso porque o instrumento Mapeador da Mineralogia da Lua, feito pela NASA, e que foi à Lua a bordo da sonda indiana Chandrayaan-1, detectou hidroxila, e não água molecular.

A equipe reconhece que uma confirmação plena da sua hipótese vai exigir o lançamento de novas sondas espaciais equipadas com espectrômetros de mapeamento de hidroxila/água com grande largura de banda e sensores de partículas em órbita e na superfície lunar.

Apesar disso, os argumentos da equipe levantam a interessante hipótese de que o vento solar e os ventos planetários podem semear água em outras luas e corpos planetários.

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