Un estudio revela un mapa del agua de la luna cerca de su polo sur

Un nuevo estudio que utiliza el Observatorio Estratosférico para la Astronomía Infrarroja (SOFIA), ahora retirado, ha reconstruido el primer mapa detallado y extenso de la distribución del agua en la luna. SOFIA fue un proyecto conjunto de la NASA y la Agencia Espacial Alemana en DLR.

Con características lunares claras e identificables marcadas por datos de agua, el estudio proporciona pistas sobre cómo el agua puede moverse a través de la superficie de la luna, particularmente cerca de su polo sur, un área importante para la exploración espacial.

El nuevo mapa cubre aproximadamente una cuarta parte del lado de la superficie lunar que mira hacia la Tierra por debajo de los 60 grados de latitud y se extiende hasta el polo sur de la luna. Dada la gran área cubierta, los investigadores pudieron identificar fácilmente la relación entre el agua y las características de la superficie de la luna, manteniéndose alejados de la luz solar y favoreciendo las áreas frías.

«Cuando miramos los datos del agua, en realidad podemos ver los bordes de los cráteres, vemos las montañas individuales e incluso podemos ver las diferencias entre los lados de día y de noche de las montañas, gracias a la mayor concentración de agua en estos lugares», dijo Bill Reach, director del Centro de Ciencias SOFIA en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, y autor principal del estudio, que se presentó en la Conferencia de Ciencias Lunares y Planetas de 2023.

A fines de 2024, el rover de exploración polar de investigación de volátiles (VIPER) de la NASA aterrizará en el área estudiada por SOFIA, en la cima de Mons Mouton, para llevar a cabo la primera misión de mapeo de recursos más allá de la Tierra. La montaña lunar de cima plana será una región de enfoque en el próximo artículo del equipo que dirigió el estudio de datos SOFIA actual.

Este hallazgo actual, junto con dos resultados anteriores de SOFIA sobre la cantidad y distribución de agua en la superficie iluminada por el sol de la luna, rastrea una firma de luz única del agua. Otras misiones que observan grandes áreas de la superficie lunar han estudiado diferentes longitudes de onda de luz, que no pueden distinguir el agua de moléculas similares, como el hidroxilo. El agua lunar está presente en el suelo y se puede encontrar en forma de cristales de hielo o moléculas de agua unidas químicamente a otros materiales.

En lugar de determinar la cantidad absoluta de agua en la región, los investigadores compararon los datos obtenidos alrededor del polo sur de la luna con una región de referencia relativamente seca cerca del ecuador de la luna para ver cómo cambia su abundancia. Se ha encontrado agua en mayor concentración en los lados sombreados de cráteres y montañas, al igual que los esquiadores en la Tierra saben que las pendientes que reciben menos luz solar directa retienen la nieve por más tiempo. Esto sugiere que la geografía local de la luna juega un papel importante en la cantidad de agua presente.

Mientras la NASA se prepara para regresar a los astronautas a la Luna bajo Artemisa, la agencia ha identificado 13 regiones candidatas para el aterrizaje cerca del polo sur lunar. Gracias a Artemis, la NASA llevará a la primera mujer y la primera persona de color a la luna, y el agua lunar podría ser un recurso fundamental para establecer una presencia humana a largo plazo.

«Con este mapa de los datos de SOFIA y otros por venir, examinamos cómo se concentra el agua en diferentes condiciones ambientales lunares», dijo Casey Honniball, investigadora asistente visitante y miembro del equipo científico VIPER en el Centro Goddard Space Flight de la NASA, en Greenbelt. Maryland, que participó en el trabajo. «Este mapa proporcionará información valiosa para el programa Artemis sobre posibles áreas de prospección, pero también proporcionará un contexto regional para futuras misiones científicas, como VIPER».

Además de la región sur para la que se han creado los nuevos resultados cartográficos, las observaciones SOFIA de sitios relevantes para otras misiones están en el archivo y se están analizando. Las misiones relacionadas con Artemis de la NASA tendrán como objetivo las regiones polares y no polares, incluido Lunar Trailblazer, que orbitará la luna para mapear su hidroxilo y agua.

¿De dónde puede provenir el agua lunar? Si es antigua y existe inherentemente en los minerales de la luna como resultado de procesos volcánicos tempranos en la luna o si es contemporánea y es entregada por asteroides, cometas o el viento solar, y si migra a lo largo de la superficie de la luna – es otra pregunta importante que dejan abiertas las observaciones de SOFIA. VIPER tendrá como objetivo comprender mejor esta distinción, que es importante para determinar si el agua está muy extendida y profunda en la superficie, o solo se dispersa en la superficie o cerca de ella.

Está claro, sin embargo, que incluso en su límite más bajo, la luna contiene mucha más agua de lo que pensábamos.

“Nuestro conocimiento común de la era Apolo de que la luna está completamente seca era incorrecto”, dijo Paul Lucey, profesor de la Universidad de Hawái en Manoa y coautor del artículo. «Ya sabemos que está mal, pero la pregunta es cuánto».

El estudio se publica en El diario de ciencia planetaria.