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Sonda LADEE descobre néon na atmosfera da Lua


Impressão de artística da sonda LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) em órbita da Lua.
Crédito: NASA Ames/ Dana Berry

A fina atmosfera da Lua contém néon, um gás frequentemente usado na sinalização publicitária devido ao seu brilho intenso. Embora os cientistas já especulem sobre a presença de néon na atmosfera lunar há décadas, a sonda LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) confirmou pela primeira vez a sua existência.

"A presença de néon na exosfera da Lua tem sido um assunto de especulação desde as missões Apollo, sem a existência de deteções credíveis," afirma Mehdi Benna do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado americano de Maryland e da Universidade de Maryland, Baltimore County. "Ficámos muito satisfeitos por não só confirmar a sua presença, mas por mostrar que é relativamente abundante." Benna é o autor principal de um artigo que descreve as observações do instrumento NMS (Neutral Mass Spectrometer) do LADEE, publicado dia 28 de maio na revista Geophysical Research Letters.

Não há néon suficiente para fazer a Lua brilhar porque a atmosfera da Lua é extremamente ténue, cerca de 100 biliões de vezes menos densa que a da Terra ao nível do mar. Uma atmosfera densa como a da Terra é relativamente rara no nosso Sistema Solar porque um objeto tem que ser suficientemente massivo para ter gravidade suficiente para a segurar.

O comportamento de uma atmosfera densa é impulsionado por colisões entre os seus átomos e moléculas. No entanto, a atmosfera da Lua é tecnicamente referida como exosfera por ser tão fina que os seus átomos raramente colidem. As exosferas são o tipo mais comum de atmosfera no nosso Sistema Solar. Assim sendo, os cientistas estão interessados em aprender mais sobre elas. "É muito importante aprender mais sobre a exosfera lunar antes que a exploração humana sustentada a altere substancialmente," comenta Benna. Tendo em conta que a atmosfera da Lua é muito fina, o escape dos foguetões e a libertação de gases das sondas podem facilmente mudar a sua composição.

A maioria da exosfera lunar vem do vento solar, uma corrente de gás eletricamente carregado soprado a partir da superfície do Sol para o espaço a cerca de 1,6 milhões de quilômetros por hora. A maioria do vento solar é hidrogênio e hélio, mas contém muitos outros elementos em pequenas quantidades, incluindo néon. Todos estes elementos impactam na Lua, mas apenas o hélio, o néon e o árgon são suficientemente voláteis para serem devolvidos de volta ao espaço. Os restantes elementos ficam por tempo indeterminado na superfície da Lua.

O instrumento NMS da LADEE confirma que a exosfera da Lua é composta principalmente de hélio, árgon e néon. A sua abundância relativa depende da hora do dia lunar - o árgon atinge o pico ao nascer do Sol, o néon às 4 da manhã e o hélio à 1 da manhã. O instrumento realizou medições sistemáticas destes gases durante sete meses, o que permitiu à equipa compreender como é que estes gases são fornecidos à exosfera e, em última análise, perdidos para o espaço.

Enquanto a maioria da exosfera lunar vem do vento solar, o NMS mostrou que algum gás vem das rochas lunares. O árgon-40 resulta do decaimento do radioativo potássio-40, que ocorre naturalmente, elemento este que pode ser encontrado nas rochas de todos os planetas terrestres como "restos" da sua formação.

"Também ficamos surpresos ao descobrir que o árgon-40 cria uma protuberância local acima de um local invulgar à superfície da Lua, a região que contém Mare Imbrium (Mar de Chuvas) e Oceanus Procellarum (Oceano das Tormentas)," explica Benna. Apesar da razão para este crescimento local não ser ainda compreendida, "não podemos deixar de notar que esta região é o local onde o potássio-40 é mais abundante à superfície. Por isso, pode haver uma ligação entre o árgon atmosférico, o potássio superficial e as fontes interiores profundas," comenta.

Um segundo comportamento surpreendente do árgon, é que a quantidade global de árgon na exosfera lunar não é constante ao longo do tempo. Em vez disso, aumentou e diminuiu em cerca de 25% durante o curso da missão da LADEE. Segundo Benna, esta fonte transiente de árgon pode ser o resultado de uma maior saída do gás a partir da superfície que é acionada pelo stress de marés na Lua.

O NMS também revelou uma fonte inesperada de parte do hélio na exosfera da Lua. "Cerca de 20% do hélio é proveniente da própria Lua, provavelmente como resultado do decaimento radioativo do tório e do urânio, também encontrados nas rochas lunares," afirma Benna. Este hélio está a ser produzido a uma taxa equivalente a cerca de sete litros por segundo a uma pressão atmosférica normal."

"Os dados recolhidos pelo NMS abordam as questões de longa data relacionadas com as fontes e depósitos do hélio e árgon exosféricos que permaneciam sem resposta há quatro décadas," afirma Benna. "Estas descobertas destacam as limitações dos modelos exosféricos atuais e a necessidade de modelos mais sofisticados no futuro."

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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