En 2024, comenzará una nueva era de exploración espacial cuando la NASA envíe astronautas a la luna como parte de su misión Artemis, una continuación de las misiones Apolo de las décadas de 1960 y 1970.
Algunas de las preguntas más importantes que los científicos esperan explorar incluyen determinar qué recursos se encuentran en el suelo de la luna y cómo esos recursos podrían usarse para mantener la vida.
en un artículo publicado en la revista avances científicos , investigadores de la Universidad de Rochester, que lideran un equipo de colegas en otras siete instituciones, informan sus hallazgos sobre un factor importante que influye en los tipos de recursos que se pueden encontrar en la luna: si la luna ha tenido un largo período de tiempo o no.-escudo magnético vivido en cualquier momento de sus 4.530 millones de años de historia.
La presencia o ausencia de un escudo es importante porque los escudos magnéticos protegen los cuerpos astronómicos de la radiación solar dañina. Y los hallazgos del equipo contradicen algunas suposiciones de larga data.
"Este es un nuevo paradigma para el campo magnético lunar", dice el primer autor John Tarduno, William R. Kenan, Jr., profesor de geofísica en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente y decano de investigación de Artes, Ciencias yIngeniería en Rochester.
¿Alguna vez tuvo la luna un campo magnético?
Durante años, Tarduno ha sido un líder en el campo del paleomagnetismo, estudiando el desarrollo del escudo magnético de la Tierra como un medio para comprender la evolución planetaria y el cambio ambiental.
El escudo magnético de la Tierra se origina en lo profundo del núcleo del planeta. Allí, el hierro líquido en forma de remolino genera corrientes eléctricas, lo que impulsa un fenómeno llamado geodinamo, que produce el escudo. El escudo magnético es invisible, pero los investigadores han reconocido desde hace mucho tiempo que es vital para la vida.en la superficie de la Tierra porque protege nuestro planeta del viento solar corrientes de radiación del sol.
¿Pero la luna de la Tierra ha tenido alguna vez un escudo magnético?
Si bien la luna no tiene un escudo magnético ahora, ha habido un debate sobre si la luna pudo haber tenido un escudo magnético prolongado en algún momento de su historia.
"Desde las misiones Apolo, ha existido la idea de que la luna tenía un campo magnético que era tan fuerte o incluso más fuerte que el campo magnético de la Tierra hace alrededor de 3.700 millones de años", dice Tarduno.
La creencia de que la luna tenía un escudo magnético se basó en un conjunto de datos inicial de la década de 1970 que incluía análisis de muestras recolectadas durante las misiones Apolo. Los análisis mostraron que las muestras tenían magnetización, que los investigadores creían que era causada por la presencia de ungeodinamo.
Pero un par de factores han hecho que los investigadores se detengan.
"El núcleo de la luna es realmente pequeño y sería difícil impulsar ese tipo de campo magnético", explica Tarduno. "Además, las mediciones anteriores que registran un campo magnético alto no se realizaron mediante experimentos de calentamiento.otras técnicas que pueden no registrar con precisión el campo magnético ".
Cuando las muestras lunares se encuentran con los láseres
Tarduno y sus colegas probaron muestras de vidrio recolectadas en misiones Apolo anteriores, pero usaron láseres de CO2 para calentar las muestras lunares durante un corto período de tiempo, un método que les permitió evitar alterar las muestras. Luego usaron magnetómetros superconductores altamente sensibles paramedir con mayor precisión las señales magnéticas de las muestras.
"Uno de los problemas con las muestras lunares ha sido que los portadores magnéticos en ellas son bastante susceptibles a la alteración", dice Tarduno. "Al calentar con un láser, no hay evidencia de alteración en nuestras mediciones, por lo que podemos evitar laproblemas que la gente puede haber tenido en el pasado ".
Los investigadores determinaron que la magnetización en las muestras podría ser el resultado de impactos de objetos como meteoritos o cometas, no el resultado de la magnetización de la presencia de un escudo magnético. Otras muestras que analizaron tenían el potencial de mostrar una fuerte magnetizaciónen presencia de un campo magnético, pero no mostró ninguna magnetización, lo que indica además que la luna nunca ha tenido un escudo magnético prolongado.
"Si hubiera habido un campo magnético en la luna, las muestras que estudiamos deberían haber adquirido magnetización, pero no lo han hecho", dice Tarduno. "Eso es bastante concluyente de que la luna no tenía una dínamo de larga duración.campo."
La falta de escudo magnético significa una abundancia de elementos
Sin la protección de un escudo magnético, la luna era susceptible al viento solar, lo que pudo haber causado que una variedad de volátiles elementos químicos y compuestos que pueden evaporarse fácilmente se implantaran en el suelo lunar. Estos volátiles puedenincluyen carbono, hidrógeno, agua y helio 3, un isótopo de helio que no está presente en abundancia en la Tierra.
"Nuestros datos indican que deberíamos estar mirando el extremo superior de las estimaciones de helio 3 porque la falta de escudo magnético significa que más viento solar llega a la superficie lunar, lo que resulta en depósitos de helio 3 mucho más profundos de lo que la gente pensaba anteriormente", dice Tarduno..
La investigación puede ayudar a informar una nueva ola de experimentos lunares basados en datos que serán recopilados por la misión Artemis. Los datos de las muestras recolectadas durante la misión permitirán a los científicos e ingenieros estudiar la presencia de volátiles y determinar mejor si estos materiales puedenextraer para uso humano. El helio 3, por ejemplo, se utiliza actualmente en imágenes médicas y criogenia y es una posible fuente de combustible en el futuro.
La falta de protección magnética también significa que los antiguos suelos lunares pueden contener registros de las emisiones de viento solar pasadas. Por lo tanto, el análisis de núcleos de muestras de suelo podría proporcionar a los científicos una mejor comprensión de la evolución del sol.
"Con los antecedentes proporcionados por nuestra investigación, los científicos pueden pensar más adecuadamente en el próximo conjunto de experimentos lunares a realizar", dice Tarduno. "Estos experimentos pueden centrarse en los recursos lunares actuales y cómo podríamos utilizarlos y también en el históricoregistro de lo que está atrapado en el suelo lunar. "
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