Estudos anteriores encontraram sinais de gelo nas regiões permanentemente sombreadas perto do pólo sul da Lua, incluindo áreas dentro das crateras Cabeus, Haworth, Shoemaker e Faustini. Uma nova análise de dados do Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) da NASA mostra que há evidências generalizadas de gelo de água em regiões permanentemente sombreadas fora do pólo sul, em pelo menos 77 graus de latitude sul.
Esta ilustração mostra a distribuição de regiões permanentemente sombreadas (em azul) na Lua em direção ao pólo de 80 graus de latitude sul. Eles estão sobrepostos a um mapa digital de elevação da superfície lunar (cinza) do instrumento Lunar Orbiter Laser Altimeter a bordo do Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA. Crédito da imagem: NASA/GSFC/Timothy P. McClanahan.
O gelo pode ser implantado no regolito lunar através de impactos de cometas e meteoros, liberado como vapor (gás) do interior lunar, ou ser formado por reações químicas entre o hidrogênio no vento solar e o oxigênio no regolito.
As regiões permanentemente sombreadas (PSRs) normalmente ocorrem em depressões topográficas próximas aos pólos lunares.
Devido ao baixo ângulo do Sol, estas áreas não recebem luz solar há milhares de milhões de anos, por isso estão perpetuamente em frio extremo.
Acredita-se que as moléculas de gelo sejam repetidamente desalojadas do regolito por meteoritos, radiação espacial ou luz solar e viajem pela superfície lunar até pousarem em um PSR, onde ficam aprisionadas pelo frio extremo.
As superfícies continuamente frias do PSR podem preservar moléculas de gelo perto da superfície durante talvez milhares de milhões de anos, onde podem acumular-se num depósito suficientemente rico para ser explorado.
“Nosso modelo e análise mostram que as maiores concentrações de gelo deverão ocorrer perto dos locais mais frios dos PSRs, abaixo de 75 Kelvin (menos 198 graus Celsius, ou menos 325 graus Fahrenheit) e perto da base das encostas dos PSRs voltadas para os pólos”, disse Dr. Timothy McClanahan, pesquisador do Goddard Space Flight Center da NASA.
“Não podemos determinar com precisão o volume dos depósitos de gelo dos PSRs ou identificar se podem estar enterrados sob uma camada seca de regolito.”
“No entanto, esperamos que para cada superfície 1 m2 residindo sobre esses depósitos, deve haver pelo menos cerca de mais cinco litros de gelo no topo da superfície de 1 m, em comparação com as áreas circundantes.”
McClanahan e colegas usaram o instrumento Lunar Exploration Neutron Detector (LEND) da LRO para detectar sinais de depósitos de gelo medindo nêutrons ‘epitérmicos’ de energia moderada.
Especificamente, eles usaram o Sensor Colimado para Nêutrons Epitérmicos (CSETN) do LEND que tem um campo de visão fixo de 30 km (18,6 milhas) de diâmetro.
Os nêutrons são criados por raios cósmicos galácticos de alta energia que vêm de eventos poderosos do espaço profundo, como a explosão de estrelas, que impactam a superfície lunar, quebram átomos de regolito e espalham partículas subatômicas chamadas nêutrons.
Os nêutrons, que podem se originar de até cerca de 1 m (3,3 pés) de profundidade, fazem pingue-pongue através do regolito, atingindo outros átomos. Alguns são direcionados para o espaço, onde podem ser detectados pelo LEND.
Como o hidrogênio tem aproximadamente a mesma massa de um nêutron, uma colisão com o hidrogênio faz com que o nêutron perca relativamente mais energia do que uma colisão com os elementos regolíticos mais comuns.
Assim, onde o hidrogénio está presente no regolito, a sua concentração cria uma redução correspondente no número observado de neutrões de energia moderada.
“Nós levantamos a hipótese de que se todos os PSRs tivessem a mesma concentração de hidrogênio, então o CSETN deveria detectar proporcionalmente suas concentrações de hidrogênio em função de suas áreas”, disse o Dr.
“Portanto, mais hidrogênio deve ser observado nos PSRs de áreas maiores.”
O descobertas foram publicados esta semana no Revista de Ciência Planetária.
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TP McClanahan e outros. 2024. Evidência de sequestro generalizado de hidrogênio nas armadilhas frias do Pólo Sul da Lua. Planeta. Ciência. J. 5, 217; doi: 10.3847/PSJ/ad5b55
Este artigo foi adaptado de um lançamento original da NASA.
