O SOFIA descobriu água na superfície da Lua iluminada pelo Sol

O SOFIA descobriu água na superfície da Lua iluminada pelo Sol

O SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), da NASA, confirmou, pela primeira vez, a presença de água na superfície da Lua que é iluminada pelo Sol. Esta descoberta indica que a água pode estar distribuída pela superfície lunar, e não limitada a lugares frios e sombrios.

O SOFIA detetou moléculas de água (H2O) na Cratera Clavius localizada no hemisfério sul da Lua, uma das maiores crateras visíveis da Terra. As observações da superfície da Lua realizadas anteriormente tinham detetado uma forma de hidrogénio, mas não foram capazes de distinguir se era água ou o seu parente químico próximo, hidroxilo (OH). Os dados obtidos neste local revelam água em concentrações de 100 a 412 partes por milhão – o equivalente a pouco mais que uma garrafa de 0,33 litros – retida num metro cúbico de solo espalhado pela superfície lunar. Os resultados foram publicados na última edição da revista Nature Astronomy.

“Tivemos sinais de que o composto H2O – a água que conhecemos – podia estar presente no lado da Lua que é iluminado pelo Sol,” disse Paul Hertz, diretor da Divisão de Astrofísica do Science Mission Directorate da NASA, em Washington. “Agora sabemos que isso é verdade. Esta descoberta desafia o nosso conhecimento da superfície lunar e levanta questões intrigantes sobre os recursos relevantes para a exploração do espaço profundo.”

Comparativamente, o deserto do Saara tem 100 vezes a quantidade de água que o SOFIA descobriu no solo lunar. Apesar das quantidades serem pequenas, a descoberta levanta novas questões sobre como se forma a água e como consegue persistir na superfície, inóspita e sem ar, da Lua.

A água é um recurso precioso no espaço profundo e um ingrediente fundamental para a vida tal como a conhecemos. É ainda necessário determinar se a água descoberta pelo SOFIA pode ser usada como recurso. No âmbito do programa Artemis, antes de enviar para a superfície lunar a primeira mulher e o próximo homem em 2024, e aí estabelecer uma presença humana sustentável até o final da década, a NASA está ansiosa por saber tudo o que for possível sobre a presença de água na Lua.

Os resultados do SOFIA têm por base anos de pesquisas, tentando apurar a presença de água na Lua. Quando os astronautas da Apollo regressaram, em 1969, pensava-se que a Lua era completamente seca. Nos últimos 20 ano, missões orbitais e de impacto, como a Missão LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) da NASA, confirmaram gelo em crateras permanentemente à sombra em torno dos polos lunares. Entretanto, várias missões – incluindo a Cassini e a Deep Impact, bem como a missão Chandrayaan-1 da Organização Indiana de Pesquisa Espacial – e o telescópio terrestre de infravermelhos IRTF da NASA observaram amplamente a superfície lunar e descobriram sinais de hidratação nas regiões expostas ao Sol. No entanto, estas missões não foram capazes de distinguir qual a forma presente – H2O ou OH.

“Antes das observações do SOFIA, sabíamos que havia algum tipo de hidratação,” disse Casey Honniball, a principal autora, que publicou os resultados do seu trabalho de tese na Universidade do Havai em Manoa, Honolulu. “Mas não sabíamos que parte dessa hidratação eram moléculas de água – como a que bebemos todos os dias.”

O SOFIA ofereceu um novo meio de observar a Lua. Voando a altitudes até aos 13700 km, este Boeing 747SP modificado com um telescópio de 106 polegadas de diâmetro, sobe acima de 99% do vapor de água na atmosfera da Terra para obter uma imagem mais clara do Universo infravermelho. Usando o instrumento FORCAST (Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope), o SOFIA foi capaz de detetar o comprimento de onda específico das moléculas de água, a 6,1 mícron, descobrindo uma concentração relativamente surpreendente na Cratera Clavius.

“Sem uma atmosfera densa, a água na superfície lunar iluminada pelo Sol deveria perder-se para o espaço,” disse Honniball, agora no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “No entanto, de alguma forma, estamos a vê-la. Algo está a gerar a água, e algo deve estar a preservá-la.”

Várias forças podem estar em jogo na formação desta água. Os micrometeoritos que caem na superfície lunar carregando pequenas quantidades de água podem depositá-la com o impacto. Outra possibilidade é haver um processo de duas etapas, em que o vento solar transporta hidrogénio para a superfície lunar provocando uma reação química com os minerais no solo que contêm oxigénio para criar hidroxilo; ao mesmo tempo, a radiação do bombardeamento de micrometeoritos pode estar a transformar o hidroxilo em água.

O modo como a água é armazenada – tornando possível a acumulação – também levanta algumas questões. A água pode ficar retida no solo em estruturas minúsculas, semelhantes a grânulos, que se formam a partir do elevado calor gerado pelos impactos de micrometeoritos. Outra possibilidade é a água poder estar escondida entre os grãos do solo lunar, protegida da luz solar – o que potencialmente a torna um pouco mais acessível.

A missão SOFIA foi projetada para observar objetos distantes, como buracos negros, enxames de estrelas e galáxias, e o ter-se virado para a Lua foi algo pouco usual. Os operadores do telescópio usam normalmente uma câmara guia para rastrear estrelas, mantendo o telescópio firmemente apontado ao seu alvo. Mas a Lua está tão próxima e é tão brilhante que preenche todo o campo de visão da câmara guia. Sem estrelas visíveis, não era claro se o telescópio podia ou não rastrear a Lua de forma fiável. Para determinarem essa possibilidade, em agosto de 2018, os operadores decidiram realizar um teste de observação.

“Foi, de facto, a primeira vez que o SOFIA olhou para a Lua, e não tínhamos a certeza se conseguiríamos dados fiáveis, mas as dúvidas sobre a existência de água na Lua obrigaram-nos a tentar,” disse Naseem Rangwala, cientista do projeto da SOFIA no Ames Research Center da NASA, em Silicon Valley, Califórnia. “É incrível que esta descoberta tenha saído do que foi essencialmente um teste, e agora que sabemos que o podemos fazer, estamos a planear mais voos para realizar mais observações.”

Os voos de seguimento do SOFIA irão procurar água em outros locais iluminados pelo Sol e durante as diferentes fases lunares para que se perceba melhor como é produzida, armazenada e como se desloca a água pela Lua. Os dados irão contribuir para o trabalho de futuras missões lunares, como a VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) da NASA, permitindo criar os primeiros mapas dos recursos hídricos da Lua destinados à futura exploração espacial.

Na mesma edição da Nature Astronomy, os cientistas publicaram um artigo usando modelos teóricos e dados do Lunar Reconnaissance Orbiter, da NASA, salientando que a água pode ficar retida em pequenas sombras, onde as temperaturas permanecem abaixo de zero, em mais regiões da Lua do que se esperava. Os resultados podem ser lidos aqui.

“A água é um recurso valioso, tanto para fins científicos como para o uso dos exploradores,” disse Jacob Bleacher, cientista do Human Exploration and Operations Mission Directorate da NASA. “Se pudermos usar os recursos existentes na Lua, transportaremos menos água e mais equipamentos para ajudar a obter novas descobertas científicas.”

Fonte da notícia: NASA

Tradução: Teresa Direitinho

NASA’s SOFIA Discovers Water on Sunlit Surface of Moon

NASA’s Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) has confirmed, for the first time, water on the sunlit surface of the Moon. This discovery indicates that water may be distributed across the lunar surface, and not limited to cold, shadowed places.

SOFIA has detected water molecules (H2O) in Clavius Crater, one of the largest craters visible from Earth, located in the Moon’s southern hemisphere. Previous observations of the Moon’s surface detected some form of hydrogen, but were unable to distinguish between water and its close chemical relative, hydroxyl (OH). Data from this location reveal water in concentrations of 100 to 412 parts per million – roughly equivalent to a 12-ounce bottle of water – trapped in a cubic meter of soil spread across the lunar surface. The results are published in the latest issue of Nature Astronomy.

NASA’s Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) has confirmed, for the first time, water on the sunlit surface of the Moon. This discovery indicates that water may be distributed across the lunar surface, and not limited to cold, shadowed places. […] Read the original article at NASA.