Hace un año los científicos impactaron en dos fases el satélite LCROSS contra un oscuro cráter de la Luna, e instantes después el orbitador LRO tomó datos del material eyectado tras el choque. Esta semana se publican en Science los resultados del experimento, que revela la presencia de hasta un 5,6% de agua helada, así como mercurio, hidrógeno y otras sustancias volátiles en el interior del cráter.
Para buscar agua y otros minerales volátiles en el suelo de la Luna, los científicos dejaron caer el 9 de octubre de 2009 el satélite LCROSS (Lunar Crater Remote Observation and Sensing Satellite) de la NASA sobre el cráter Cabeus, una de las regiones lunares en sombra permanente y más frías. Se impactó primero la carcasa vacía del cohete Centauro de la sonda LCROSS, que pudo observar el penacho de restos, polvo y vapor antes de colisionar también ella poco después.
Esta semana en Science se publican varios artículos con los resultados de este experimento. El equipo del investigador Anthony Colaprete, del centro Ames de la NASA, se ha centrado en los datos de los espectrómetros en infrarrojo cercano y ultravioleta-visible de LCROSS, que sugieren que el impacto proyectó unos 155 kg de vapor y hielo de agua.
Según sus cálculos, hasta un 5,6% de la masa total del interior del cráter Cabeus podría atribuirse sólo a agua helada. Estos investigadores también notifican la detección de otros compuestos volátiles en el penacho de restos durante los breves segundos en que se pudo ver desde la sonda espacial, entre los que se incluyen una serie de hidrocarburos ligeros, compuestos de azufre y dióxido de carbono. Incluso "posiblemente" podría haber plata, se señalan desde la NASA.
En otro informe, Peter Schultz –de la Universidad Brown (EE UU)- y sus colegas describen cómo supervisaron las numerosas etapas del impacto y el penacho de escombros resultante. Este equipo explica que el impacto del cohete formó un cráter de entre 25 y 30 metros de diámetro y proyectó entre 4.000 kg y 6.000 kg de restos, polvo y vapor desde el oscuro cráter hasta el campo de visión de LCROSS iluminado por la luz solar.
El impacto del satélite también fue registrado desde el espacio, unos 90 segundos después, por el orbitador LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter). Con sus sofisticados instrumentos, como LAMP (Lyman Alpha Mapping Project), se ha podido confirmar la presencia de diversos gases, como hidrógeno molecular, monóxido de carbono y mercurio atómico, así como cantidades más pequeñas de calcio y magnesio, también en forma de gas. Estos datos los publica el equipo liderado por Randy Gladstone, investigador principal de LAMP, del Instituto de Investigación del Sudoeste en San Antonio (EE UU).
Confirmación de los indicios
“Teníamos indicios, procedentes de las muestras de las sondas Apollo y de los modelos, de que los elementos volátiles que hemos visto en el penacho de impacto se han estado acumulando desde hace mucho tiempo cerca de las regiones polares de la Luna, y ahora tenemos la confirmación”, explica Gladstone.
La leve inclinación del eje de rotación de la Luna hace que el interior de los cráteres situados próximos a los polos (Cabeus está cerca del polo sur lunar) se encuentre permanentemente oculto a la luz solar. Sin ella, la temperatura en estas zonas puede descender a entre 35 y 100 K , una temperatura tan fría que casi todos los elementos volátiles que llegan hasta aquí se quedan atrapados. Los continuos impactos de micrometeoritos los cubren de polvo, aislándolos aún más de la exposición y posible escape.
Los descubrimientos de la sonda LRO resultan valiosos para establecer la ubicación de futuras bases lunares robóticas y tripuladas. Del mismo modo que en los polos existen lugares en el interior de los cráteres en oscuridad permanente debido a la orientación de la Luna respecto al Sol, también existen montañas y bordes de cráteres bañados perpetuamente por la luz solar, lo que permitiría la instalación y funcionamiento de sistemas y equipos alimentados por energía solar.
El descubrimiento de hielo de agua y otros recursos en la región también podría reducir la necesidad de transportar recursos para los astronautas desde la Tierra, aunque el mercurio presenta un problema. “La detección de mercurio en el terreno fue la mayor sorpresa, especialmente debido a que es casi igual de abundante que el agua detectada por la sonda LCROSS, y su toxicidad podría complicar la exploración humana”, advierte Kurt Retherford, otro miembro del equipo de LAMP.
Este instrumento usa un novedoso método para escrutar las oscuras regiones de la Luna en sombra permanente. El espectrógrafo ultravioleta observa la zona de la superficie lunar en la que es de noche utilizando la luz del espacio circundante (y las estrellas), que baña con un tenue brillo a todos los cuerpos que hay en el espacio. Este brillo (líneas de absorción Lyman-alfa), resulta invisible al ojo humano, pero el instrumento LAMP logra captarlo cuando la Luna lo refleja, lo que permite determinar las propiedades de su superficie.
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Referencias bibliográficas:
A. Colaprete et al. "Detection of Water in the LCROSS Ejecta Plume"; P.H. Schultz et al. "The LCROSS Cratering Experiment"; G.R. Gladstone et al. "LRO-LAMP Observations of the LCROSS Impact Plume"; P.O. Hayne et al. "Diviner Lunar Radiometer Observations of the LCROSS Impact"; D.A. Paige et al. "Diviner Lunar Radiometer Observations of Cold Traps in the Moon’s South Polar Region” y I.G. Mitrofanov et al "Hydrogen Mapping of the Lunar South Pole Using the LRO Neutron Detector Experiment LEND". Science 330, 22 de octubre de 2010.
Por fin sabemos de dónde obtienen los agujeros negros sus campos magnéticos: de las estrellas progenitoras que colapsan en estos espacios completamente desprovistos de materia. Para los autores, este hallazgo puede cambiar nuestra percepción de los sistemas estelares y su evolución.
Si bien los astrónomos ya habían capturado alrededor de dos docenas de imágenes ampliadas de este tipo de estrellas, es la primera vez que llegan a observar una de ellas en detalle.
