En las décadas de 1960 y 1970, los astronautas de la nave espacial Apollo, que viajaba en círculos alrededor de la Luna, observaron algo que todavía desconcierta a los investigadores de la actualidad. Aproximadamente 10 segundos antes de que la Luna salga o se ponga, rayos de luz tenues aparecen sobre el gris horizonte. Los tripulantes de las misiones Apollo 8, 10, 15 y 17 fueron testigo de estos "rayos crepusculares".
En la Tierra, vemos rayos de luz durante el crepúsculo todo el tiempo, a medida que los rayos de luz del Sol penetran las nubes y la niebla del atardecer. La "Luna sin aire" no debería tener esos rayos; sin embargo, los hombres de las misiones Apollo los vieron claramente.
Dentro de algunos días, esta semana, una nave espacial de la NASA volverá a la Luna con el propósito de investigar. Con su lanzamiento programado para el 6 de septiembre de 2013, el Explorador de la Atmósfera y el Ambiente de Polvo Lunar (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer o LADEE, por su acrónimo en idioma inglés) buscará rayos crepusculares y otros misterios de la atmósfera lunar.
Un nuevo video de ScienceCast explora los misterios de la atmósfera de la Luna. [Reproducir el video]
"Sí, la Luna tiene atmósfera", dice Richard Elphic, el científico del proyecto LADEE, en el Centro de Investigaciones Ames, de la NASA. "Es sólo que es mucho más delgada que la nuestra".
La atmósfera de la Luna es tan delgada (alrededor de diez billones de veces menos densa que la de la Tierra) que un fuerte estornudo la desgarraría como si fuera un huracán. El "aire lunar" es una mezcla de argón 40, que pasa al suelo debido a la descomposición radioactiva del interior de la Luna, más elementos como el helio, el sodio y el potasio, que el viento solar y los micrometeoroides dispersan por la superficie lunar.
Sin embargo, ninguno de estos gases está presente en la cantidad suficiente como para explicar los rayos crepusculares.
La pieza que falta podría ser el polvo. Cuando la luz del Sol cae sobre la Luna, la radiación solar UV electrifica la capa superior del suelo, desprotegida, produciendo, posiblemente, que las partículas de polvo lunar muy livianas se levanten desde el suelo y se unan a los gases que están presentes allí.
"Este polvo eléctricamente cargado puede ser lo que vieron los astrónomos", señala Elphic. El Experimento del Polvo Lunar (Lunar Dust Experiment, en idioma inglés), del LADEE, recolectará y analizará polvo en la atmósfera de la Luna con el fin de comprobar esta hipótesis.
Los investigadores tienen un nombre especial para las atmósferas que son tan fantásticamente delgadas como la de la Luna: exosfera. En la Tierra, las moléculas que se encuentran en el aire espeso están constantemente chocándose unas con otras, esparciendo así la presión y el calor en todas direcciones. En una exosfera, no obstante, las moléculas están tan separadas que raramente colisionan.
"Sí, la Luna tiene atmósfera", dice Richard Elphic, el científico del proyecto LADEE, en el Centro de Investigaciones Ames, de la NASA. "Es sólo que es mucho más delgada que la nuestra".
La atmósfera de la Luna es tan delgada (alrededor de diez billones de veces menos densa que la de la Tierra) que un fuerte estornudo la desgarraría como si fuera un huracán. El "aire lunar" es una mezcla de argón 40, que pasa al suelo debido a la descomposición radioactiva del interior de la Luna, más elementos como el helio, el sodio y el potasio, que el viento solar y los micrometeoroides dispersan por la superficie lunar.
Sin embargo, ninguno de estos gases está presente en la cantidad suficiente como para explicar los rayos crepusculares.
"Nos está faltando algo", dice Elphic.
La pieza que falta podría ser el polvo. Cuando la luz del Sol cae sobre la Luna, la radiación solar UV electrifica la capa superior del suelo, desprotegida, produciendo, posiblemente, que las partículas de polvo lunar muy livianas se levanten desde el suelo y se unan a los gases que están presentes allí.
"Este polvo eléctricamente cargado puede ser lo que vieron los astrónomos", señala Elphic. El Experimento del Polvo Lunar (Lunar Dust Experiment, en idioma inglés), del LADEE, recolectará y analizará polvo en la atmósfera de la Luna con el fin de comprobar esta hipótesis.
Los investigadores tienen un nombre especial para las atmósferas que son tan fantásticamente delgadas como la de la Luna: exosfera. En la Tierra, las moléculas que se encuentran en el aire espeso están constantemente chocándose unas con otras, esparciendo así la presión y el calor en todas direcciones. En una exosfera, no obstante, las moléculas están tan separadas que raramente colisionan.
Bosquejo de los rayos lunares en el crepúsculo, realizado por los astronautas de la nave Apollo 17.
Se espera que las moléculas de aire que entran en contacto con el polvo de la Luna se peguen, brevemente, antes de volver a moverse. Saltan y se pegan, saltan y se pegan. En un momento dado, millones de moléculas podrían saltar como si fueran conejitos a través de cada centímetro cuadrado del terreno lunar. La luz visible, ultravioleta, y los espectrómetros de masa ubicados a bordo del LADEE realizarán un inventario de las moléculas presentes y determinarán cómo se comportan.
"La mezcla polvorosa y delgada de átomos y moléculas de la superficie lunar seguramente tiene propiedades alienígenas para las cuales nuestra experiencia en la Tierra no nos ha preparado y por eso no podemos anticiparlas", dice Elphic.
Para descubrirlas, LADEE trabajará con una fecha límite. El 15 de abril del año próximo, la sombra del color del atardecer de la Tierra envolverá la Luna y producirá un eclipse lunar. Desde la Tierra, se verá un espectáculo majestuoso; pero hay malas noticias para el LADEE. La nave espacial funciona con energía solar y requiere la luz del Sol para cargar sus baterías. Un eclipse podría hacer que finalice la misión.
"El plan actual", cuenta Elphic, "es, antes del eclipse, guiar a la nave espacial hacia la superficie de la Luna para un impacto final que podamos estudiar. Tomaremos datos hasta el último minuto".
"En vez de chocar entre sí", dice Elphic, "saltan hacia la superficie lunar".
Se espera que las moléculas de aire que entran en contacto con el polvo de la Luna se peguen, brevemente, antes de volver a moverse. Saltan y se pegan, saltan y se pegan. En un momento dado, millones de moléculas podrían saltar como si fueran conejitos a través de cada centímetro cuadrado del terreno lunar. La luz visible, ultravioleta, y los espectrómetros de masa ubicados a bordo del LADEE realizarán un inventario de las moléculas presentes y determinarán cómo se comportan.
"La mezcla polvorosa y delgada de átomos y moléculas de la superficie lunar seguramente tiene propiedades alienígenas para las cuales nuestra experiencia en la Tierra no nos ha preparado y por eso no podemos anticiparlas", dice Elphic.
Para descubrirlas, LADEE trabajará con una fecha límite. El 15 de abril del año próximo, la sombra del color del atardecer de la Tierra envolverá la Luna y producirá un eclipse lunar. Desde la Tierra, se verá un espectáculo majestuoso; pero hay malas noticias para el LADEE. La nave espacial funciona con energía solar y requiere la luz del Sol para cargar sus baterías. Un eclipse podría hacer que finalice la misión.
"El plan actual", cuenta Elphic, "es, antes del eclipse, guiar a la nave espacial hacia la superficie de la Luna para un impacto final que podamos estudiar. Tomaremos datos hasta el último minuto".
Ciencia@NASA
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