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Nueva confirmación de la presencia de agua en la Luna

La Luna es un astro frío y sin atmósfera, con unas temperaturas extremas es el astro más frío del sistema solar la temperatura más baja puede llegar a los -240ºC y la más alta a los 104ºC. Es un lugar terrorífico, pero pese a esto se ha confirmado nuevamente la presencia de agua en nuestro satélite natural.

En esta ocasión ha sido desde el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja (SOFIA) de la NASA. SOFIA ha detectado moléculas de agua (H2O) en el cráter Clavius, uno de los cráteres más grandes visibles desde la Tierra y en la cara visible desde la Tierra, ubicado en el hemisferio sur de la Luna.  Los datos revelan agua en concentraciones de 100 a 412 partes por millón, aproximadamente equivalente a una botella de agua de 0.35 litros, atrapada en un metro cúbico de suelo esparcido por la superficie lunar.

El observatorio SOFIA va arriba de un avión. Créditos: NASA

La aparición de agua plantea distintas hipótesis, que el agua fuera transportada en partes pequeñas por meteoroides que chocan con la superficie o un en proceso de dos partes en el que estaría implicado el Sol. Este hipotético proceso consiste en qué el viento solar entrega hidrógeno a la superficie lunar causando una reacción química con minerales que contienen oxígeno en el suelo para crear hidroxilo y a su vez la radiación de impacto de meteorides podría estar transformando el hidroxilo en agua.

Esta es una de otras confirmaciones de agua en la Luna, de hecho en 2018 se observó la presencia de hielo en nuestro satélite en los polos sur y norte de la Luna, concretamente en el interior de cráteres donde nunca llega la luz del Sol. Se trata de hielo muy antiguo de millones de años de antigüedad. La presencia de agua en la Luna es importante para posibles misiones a nuestro satélite, ya que a parte de extraer agua se podría obtener hidrógeno y oxigeno, vitales para futuras bases en la Luna.

agua en la Luna

Imagen del hielo descubierto en la Luna. Se puede ver la distribución del hielo de la superficie en el polo sur (izquierda) y el polo norte (derecha), detectado por el instrumento Moon Mineralogy Mapper de la NASA. El azul representa las ubicaciones de hielo, la escala de grises corresponde a la temperatura de la superficie (el más oscuro representa las áreas más frías y las sombras más claras indican las zonas más cálidas). El hielo se concentra en las ubicaciones más oscuras y más frías, en las sombras de los cráteres. Créditos: NASA

Esto ya confirma lo que ya se sabía hace unos años, cuando se hizo impactar contra la Luna un cohete para saber sí en su interior había agua, esto lo hizo el cohete LCROSS en 2009. Estudiando la columna de material expulsado por el impacto se determinó que había agua en el interior de la Luna.

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Detectada una de las primeras MOLÉCULAS que se formaron en el universo

La molécula HeH + fue la primera que se formó cuando hace casi 14 mil millones de años, las bajas temperaturas del Universo primitivo permitieron la recombinación de los elementos ligeros producidos en el Big Bang. En ese momento, los átomos de hidrógeno ionizado y helio neutro reaccionaron para formar HeH + .
A pesar de su importancia ha sido una molécula muy difícil de detectar, pero por fin se ha conseguido operando con el gran espectrómetro de infrarrojo lejano a bordo del observatorio SOFIA (SOFIA es un avión de pasajeros Boeing 747SP modificado para llevar un telescopio de 2,7 m de diámetro). El descubrimiento lo ha realizado un equipo de investigación internacional dirigido por Rolf Güsten del Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) en Bonn, Alemania, la detección de la molécula se ha producido la nebulosa planetaria NGC 7027.

Espectro de HeH + observado en la nebulosa planetaria NGC 7027. Créditos: NIESYTO; Imagen NGC 7027: William B. Latter (Centro de Ciencias SIRTF / Caltech) y NASA / ESA; Espectro: Rolf Güsten / MPIfR

Cuando la temperatura en el joven Universo había caído por debajo de 4000 K, los iones de los elementos ligeros (hidrógeno, helio, deuterio y trazas de litio) producidos en la nucleosíntesis del Big Bang se recombinaron en orden inverso a su potencial de ionización. El helio se combinó primero con electrones libres para formar el primer átomo neutral. En ese momento, el hidrógeno todavía estaba ionizado (presente en forma de protones desnudos). Los átomos de helio se combinaron con estos protones en el ion de hidruro de helio HeH + , el primer enlace molecular del Universo. A medida que avanzaba la recomendación, HeH + reaccionó con el hidrógeno neutro y creó un primer camino hacia la formación de hidrógeno molecular, que marca el comienzo del universo moderno.

A fines de la década de 1970, los modelos astroquímicos sugirieron la posibilidad de que el HeH + pudiera existir en las nebulosas, y sería más fácil de observar en la nebulosas planetarias, ya que la molécula es expulsada por estrellas similares al Sol en la última etapa de su vida. El duro campo de radiación producido por la estrella enana blanca central con una temperatura de más de 100.000 grados impulsa los frentes de ionización en la envoltura expulsada, donde se predice que se formará HeH + .

La molécula emitirá su línea espectral más fuerte a una longitud de onda característica de 0.149 mm (o una frecuencia de 2.01 terahertz). Pero como la atmósfera de la Tierra es opaca en esta longitud de onda para los observatorios terrestres, lo que requiere que esta búsqueda se realice desde el espacio o un observatorio de alto vuelo como SOFIA que navega por encima de las capas absorbentes de la atmósfera inferior,

El GRAN espectrómetro de infrarrojo lejano está montado en la brida del telescopio del observatorio volador SOFIA Créditos:  Carlos Duran / MPIfR.

Para saber más:

Noticia: Primera detección astrofísica del ion hidruro de helio.