La atmósfera de la Luna: un hostil ambiente desconocido, hasta ahora

En la cultura general de las personas existe la aceptación colectiva de una total ausencia de atmósfera en la Luna, sin embargo, gracias al estudio en todas las longitudes de onda y experimentos realizados en la superficie se ha descubierto lo contrario.

Animación del amanecer lunar visto por el alunizador Surveyor 7, se logra ver la luz dispersada por polvo en suspensión, actuando este como una delgada atmósfera.

Pasado de la Luna

A partir del análisis de las muestras recolectadas por las misiones estadounidenses y soviéticas a nuestro satélite natural se ha propuesto la posibilidad de la existencia de una atmósfera lunar en un pasado remoto, esta podría haber alcanzado entre dos y tres veces la densidad de la marciana. Se les atribuye a las erupciones volcánicas, y los gases que estas liberan, ser las responsables de haber formado esta primitiva envoltura hace alrededor de 4 mil millones de años. Aunque también se propone un origen gracias a impactos de meteoritos, que al chocar logran evaporar parte de la superficie y/o compuestos congelados.

Experimento LACE (Experimento para estudiar la composición de la atmósfera lunar, por sus siglas en inglés) desplegado en la Luna por los tripulantes de la misión apolo 17 en 1972. Créditos: NASA

Dada la ausencia de un campo magnético lo suficiente poderoso para proteger a la atmósfera de la continua exposición al viento solar y la poca gravedad, la Luna fue perdiendo su capa de gases superior lentamente. De igual forma, parte de los gases en las capas más altas lograban conseguir velocidad de escape y se perdían en el espacio exterior.

La atmósfera lunar se compone por varias capas, cada una de ellas con su propia composición y estructura. Cabe mencionar que, a diferencia de la Tierra, la densidad de los gases superiores es tan baja que no existe prácticamente ninguna colisión entre partículas, es por lo que la atmósfera de la Luna, más allá de ser una única capa, son muchas exosferas independientes entre sí.

Bruma de polvo en suspensión

El periodo de rotación de la Luna sobre su propio eje es de 27 días, y debido a la traslación de la Tierra alrededor del sol, un día lunar dura 29.5 días; todo este tiempo expone por cerca de 14 días a una misma zona de la superficie constantemente a la radiación UV y viento solar altamente cargado. Aquella transferencia de energía puede excitar los electrones exteriores de los átomos y expulsándolos, llevando al regolito a ser ionizado, es decir, dejar de tener una carga neutra, y además generar campos eléctricos.

En un ciclo periódico que acompaña a los días y noches lunares, el regolito es cargado positiva y negativamente, respectivamente. Con una cubertura de pequeños fragmentos resultado de energéticos impactos susceptibles a fuerzas no-gravitacionales, se consigue una tenue bruma de partículas en suspensión.

Fotografía del amanecer lunar visto por la sonda Surveyor 6, en ella se aprecian 2 fenómenos principales: 1) El más grande de ellos es el conocido como luz zodiacal, este es polvo que se encuentra en el espacio interplanetario. 2) El más brillante pero delgado es luz dispersada por el polvo en suspensión. Créditos: NASA

Aquella bruma no cuenta con la suficiente densidad y tamaño de las partículas para ser fácilmente visible, y esta no sería descubierta hasta haber sido fotografiado directamente por sondas o astronautas desde la superficie y bajo ciertas condiciones de luz; como puede ser al atardecer y anochecer, cuando la luz del sol sería dispersada y reflejada por el polvo.

Este fenómeno también actúa como mecanismo de deposición y transporte de regolito en la superficie lunar, y a su vez puede suponer un problema para futuros asentamientos lunares al cubrir las superficies; panales solares, antenas o equipos con propiedades eléctricas, con material cargado eléctricamente que puede provocar grandes años.

Exosferas de helio, neón y sodio

Empleando mediciones, tanto en órbita como desde la superficie por instrumentos desplegados por astronautas de las misiones Apolo, se ha logrado detectar cantidades considerables de helio. Gracias a múltiples estudios se encontraron varias fuentes para esta aparición constante de este gas noble, el más importante de ellos; aportando cerca del 85%, es debido a partículas alfa; núcleos de helio, que viaja en el viento solar impulsado por grandes campos magnéticos. Otra fuente importante es el decaimiento radioactivo de torio 232 y uranio 238 al emitir radiación alfa, tal como se esperaba por estimaciones del potencial radiogénico lunar.

Brillo del sodio en la atmósfera lunar, se ha bloqueado la luz de la Luna por el telescopio, pero se ha sobrepuesto una representación del tamaño y fase de la misma en el centro de la imagen. Créditos: NASA

El viento solar no solo lleva consigo partículas alfa, sino que también ayuda a depositar, aunque en menor proporción, átomos de Neón en la Luna. A su vez, toda la radiación incidente en la superficie puede provocar reacciones químicas que liberen el sodio atrapado en diferentes compuestos y expulsado hacia la atmósfera.

Impactos por asteroides

Constantemente la Luna es bombardeada por grandes cantidades de micrometeoritos y otras rocas de mayor tamaño, junto con estos impactos se genera una gran cantidad de calor que logra descongelar o derretir algunos materiales, así como eyectar gran cantidad de material triturado que aporta al polvo en suspensión.

Imagen de un impacto en la Luna durante el eclipse en enero de 2019. Créditos: Fritz Pichardo, República dominicana.

Estamos ad-portas de una nueva era en la exploración lunar, después de 50 años se espera humanos puedan pisar nuestro satélite y estudien extensivamente la esquiva atmósfera. Para futuros asentamientos permanentes es necesario conocerla tanto como sea posible y evitar así graves afectaciones por la larga exposición al eléctricamente cargado regolito lunar.

Francisco Andrés Forero Daza
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