Segredos das sombras permanentes da lua estão vindo à luz

Na véspera desta nova technology de pousos na lua, uma série de novos estudos de PSRs revelaram que essas regiões sombreadas são ainda mais estranhas do que os cientistas imaginavam. O que vamos encontrar à espreita nas sombras?

“Não sei o que vamos ver”, disse Robinson, o cientista-chefe da missão robótica do ano que vem. “Essa é a coisa mais criminal.”

Água, Água, Em Todo Lugar

A especulação sobre os PSRs remonta a 1952, quando o químico americano Harold Urey pela primeira vez hipotetizou sua existência na lua. “Perto de seus pólos pode haver depressões nas quais o sol nunca brilha”, escreveu ele. Ele observou que, enquanto a Terra orbita o Sol com seu eixo de rotação inclinado em 23,5 graus, a Lua orbita com uma inclinação de apenas 1,5 graus. Isso significa que os raios do sol atingem seus pólos quase horizontalmente, e as bordas das crateras polares impedirão que a luz atinja diretamente suas profundezas. No entanto, Urey acreditava que qualquer gelo nesses locais sem sol teria sido “rapidamente perdido” por causa da falta de atmosfera da lua.

Então, em 1961, o geofísico Kenneth Watson, do Lawrence Berkeley Nationwide Laboratory, teorizou que o gelo poderia persistir dentro dos PSRs. As temperaturas noturnas na lua eram conhecidas por cair para menos 150 graus Celsius; Watson e dois colegas argumentaram que isso significava que o gelo ficaria preso nos lugares mais frios, apesar da exposição ao espaço. “Ainda deve haver quantidades detectáveis ​​de gelo nas áreas permanentemente sombreadas da lua”, escreveram eles.

Os cientistas debateram a possibilidade de gelo em PSRs até o início da década de 1990, quando instrumentos de radar detectaram sinais de gelo nos pólos de Mercúrio, que também se pensava ter crateras permanentemente sombreadas. Em 1994, usando um instrumento de radar na espaçonave Clementine da NASA, os cientistas detectaram um sinal aprimorado sobre o pólo sul da lua que technology consistente com a presença de gelo de água. A caçada começou.

Em 1999, Jean-Luc Margot da Universidade de Cornell e colegas identificaram PSRs na lua que poderiam conter gelo. Eles usaram uma antena parabólica no deserto de Mojave, na Califórnia, para fazer mapas topográficos dos pólos lunares. “Simulamos a direção da luz sun e usamos nossos mapas topográficos para identificar regiões que estavam permanentemente sombreadas”, disse Margot.

Eles localizaram apenas um punhado de PSRs, mas estudos subsequentes identificaram milhares. A maior mede dezenas de quilômetros de diâmetro dentro de crateras gigantes, como a cratera Shackleton no pólo sul lunar, que é duas vezes mais profunda que o Grand Canyon. O menor vão meros centímetros. Na Conferência de Ciência Lunar e Planetária realizada em Houston em março, Caitlin Ahrens, cientista planetária do Goddard House Flight Middle da NASA, apresentou pesquisas sugerindo que alguns PSRs podem crescer e encolher ligeiramente à medida que as temperaturas na lua flutuam. “Estas são regiões frias muito dinâmicas”, disse Ahrens em entrevista. “Eles não estão estagnados.”

Novas pesquisas indicam que algumas crateras também contêm regiões de sombra dupla, ou “sombras dentro de sombras”, disse Patrick O'Brien, estudante de pós-graduação da Universidade do Arizona, que apresentou evidências para a ideia em Houston. Embora os PSRs não recebam luz sun direta, a maioria recebe alguma luz refletida na borda da cratera, e isso pode derreter o gelo. Regiões de sombra dupla são crateras secundárias dentro de PSRs que não recebem luz refletida. “As temperaturas podem ser ainda mais frias do que as sombras permanentes”, disse O'Brien; eles chegam a menos de 250 graus Celsius.

Segredos Gelados

As regiões de sombra dupla são frias o suficiente para congelar gelos mais exóticos, como dióxido de carbono e nitrogênio, caso existam lá. Os cientistas dizem que a composição química destes e do gelo de água dentro dos PSRs pode revelar como a água chegou à lua – e, mais importante, à Terra e aos mundos rochosos em geral. “A água é essencial para a vida como a conhecemos”, disse Margaret Landis, cientista planetária da Universidade do Colorado, Boulder. A questão é, ela disse: “Quando e como as condições favoráveis ​​à vida na Terra se formaram?” Enquanto o passado da Terra foi embaralhado por processos geológicos, a Lua é um museu da história do sistema sun; acredita-se que seu gelo tenha permanecido praticamente intocado desde sua chegada.

Existem três teorias predominantes sobre como a água chegou à lua. A primeira é que chegou por meio de impactos de asteroides ou cometas. Nesse cenário, quando o sistema sun se formou, as moléculas de água no sistema sun interno quente foram vaporizadas e levadas pelo vento sun; apenas a água nos arredores gélidos poderia se condensar e se acumular em corpos gelados. Esses corpos posteriormente bombardearam o sistema sun interno, incluindo a lua, fornecendo água. A segunda teoria é que as erupções vulcânicas na lua em algum momento da meia-idade formaram uma atmosfera lunar fina e temporária que gerou a formação de gelo nos pólos. Ou o vento sun poderia ter transportado hidrogênio para a lua que se misturou com oxigênio para formar gelo.