Tormentas solares y eyecciones de masa coronal (CME) emitidas por el Sol pueden erosionar 100 a 200 toneladas de material lunar, lo cual es significativamente importante en la superficie de la Luna, similar a una tormenta de arena, de acuerdo a estudios elaborados con un software simulador en uno de sus computadores, informó un estudio del proyecto “Dream” de la NASA, que se presentó ante la reunión de la Unión Geofísica Americana en San Francisco y que publicó la agencia estadounidense al día siguiente, el 6 de diciembre.
Según los resultados del software la eliminación de material de la superficie lunar es enorme lo que podría ser también la causa de la pérdida de atmósfera en planetas como Marte que según advierte la NASA no tiene un campo magnético global.
Cuando el Sol expulsa una llamarada esta generalmente emite ráfagas intensas de viento solar que incluyen eyecciones de CME que incluyen una corriente difusa de gas conductor eléctrico llamado plasma.
Este plasma fluye al espacio exterior y cuando es un fuerte CME puede contener unos mil millones de toneladas de plasma en movimiento a velocidades de hasta un millón de millas por hora con una nube que es mucho más grande que la misma Tierra.
Cuando impacta a la Luna, según el simulador de la NASSA, los átomos de la superficie se expulsan, lo cual los científicos llaman “Sputtering”.
“Descubrimos que cuando esta nube de plasma golpea la luna, actúa como una tormenta de arena y elimina fácilmente material volátil de la superficie “, dijo William Farrell, del equipo Goddard de la NASA.
Según el equipo Goddard, el plasma solar se crea cuando los fenómenos energéticos, como el intenso calor o la radiación del Sol, remueve los electrones de los átomos en un gas, convirtiendo a los átomos en partículas con carga eléctrica llamadas iones.
El Sol está tan caliente que ese gas se emite en forma de iones y electrones libres llamado plasma del viento solar. Eyección de los átomos de una superficie o una atmósfera de iones de plasma se denominaría según Goddard de NASA el “efecto sputtering”.
“El modelo predice que 100 a 200 toneladas de material lunar – el equivalente a 10 cargas de camión volquete – podría ser despojado de la superficie lunar durante un típica CME de duración de de 2 días ” .
“La creación de varios modelos capaces de imitar las condiciones durante las tormentas solares es un objetivo importante del proyecto DREAM,” dice William Farrell.
“Sputtering es uno de los cinco procesos que crean la exosfera de la luna en condiciones normales de energía solar, pero nuestro modelo predice que, durante una CME, se convierte en el método dominante en gran medida , con un máximo de 50 veces el rendimiento de los otros métodos “, dice Killen, autor principal de un artículo sobre esta investigación que aparece además en un número especial de la revista de Investigaciones geofísicas.
No solo las CME eliminan material lunar, sino también lo hace un viento solar normal, sin embargo en el caso del viento solar normal este estaría dominado por iones de hidrógenos ligeros (protones).
“CME son eficaces en la eliminación de material lunar no sólo porque son más densas y más rápidas que el viento solar normal, sino que también porque se enriquecen con la gran carga de los iones pesados”, de acuerdo con el equipo.
Los investigadores estimaron que “un ion de helio más pesado elimina más electrones, y por lo tanto es mayor la carga eléctrica, lo que puede hacer ‘chisporrotear’ decenas de veces más átomos de la superficie lunar de un hion de hidrógeno”.
En un efecto de sputtering fuerte se deben expeler los átomos de la superficie lunar a una altura orbital donde se encontrará en el futuro el Explorador de medio Ambiente LADEE- misión programada para orbitar la Luna en 2013 a alrededor de unos 20 a 50 kilómetros (cerca de 12,4 a 31 millas).
Tormentas solares afectan la Tierra y Marte
Las tormentas solares afectan de manera dramática el campo magnético de la Tierra y son las responsables de las auroras de plasma tanto en las latitudes más cercanas al Polo Norte y Sur
En Marte ciertas áreas de la superficie resultan magnetizadas ya que el planeta no tiene un campo magnético que lo rodea por completo. Por lo tanto, los gases de CME tienen una ruta directa que afectan y erosionan la atmósfera superior de ese planeta.
Misiones futuras
A finales de 2013, la NASA lanzará la atmósfera la misión Marte y Evolución Volátil (MAVEN) que orbitará el planeta rojo para investigar exactamente cómo la actividad solar, incluyendo las CME, actúa en su atmósfera.
“Pequeños cuerpos como asteroides, la densa y rápida transmisión del gas de los CME debería crear una exosfera similar a la esperada en la Luna”, señala la NASA.
Método y desarrollo del simulador
El equipo utilizó datos de las observaciones satelitales. Los iones de helio representan aproximadamente el cuatro por ciento del viento solar normal, pero las observaciones revelan que durante una CME este puede aumentar a más del 20 por ciento. Este conocimiento se combinó con el aumento de la densidad y la velocidad de un CME y la alta carga.
Se consideró además que los iones pesados en las CME pueden pulverizar 50 veces más material que los protones del viento solar normal.
Imágenes
En las imágenes se puede observar las simulaciones por ordenador de la exosfera de calcio durante CME (izquierda) que afecta a la Luna y durante el viento solar normal (derecha).
Rojo y amarillo indican una relativa abundancia de átomos de calcio mientras que el azul, púrpura y negro indican una baja abundancia.
El CME produce una exosfera mucho más denso que el viento solar lento. Crédito: NASA y la Universidad Johns Hopkins Laboratorio de Física Aplicada
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