El polvo flota encima de la superficie lunar: el transporte electrostático de polvo remodela las superficies de los cuerpos sin “aire”

Imágenes de los experimentos llevados a cabo  para investigar la interacción polvo, radiación, carga electrostática, gravedad para desentrañar el transporte de polvo en la superficie lunar y en la de otros cuerpos “sin aire”. El cuadro inferior es una imagen con luz estroboscópica, de la escena principal donde se han separado varias trayectorias de partículas  de polvo claramente identificadas. Se incluye también (2º cuadro empezando de arriba) el resplandor fotografiado por la nave Surveyor 7 originado por la dispersión de la luz solar en la nube de polvo electrostático.. Crédito: NASA; SSERVI.
Mientras millones de personas disfrutaban de una vista espectacular de una súper luna el 14 de Diciembre, un equipo de investigación financiado por la NASA estaba revisando los resultados de los experimentos de laboratorio recientes que explican por qué el polvo “levita” en la Luna.
La investigación realizada por un miembro  del Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI) organizada por el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, explica cómo el polvo puede ser  transportado a través de grandes regiones por encima de la superficie lunar y también en los anillos de Saturno, sin la presencia de vientos o agua que fluye.
Aprender acerca de estos procesos fundamentales es ayudar a los científicos a entender cómo se comporta el polvo y la electricidad estática en los  cuerpos sin aire, y cómo afectan a los sistemas mecánicos y eléctricos de superficie. Esta y otras investigaciones en SSERVI están ayudando a la NASAa  abordar las carencias de conocimiento estratégico clave para cuerpos sin atmósfera, tales como los asteroides o las lunas de Marte Fobos y Deimos, las que probablemente constituirán el trampolín a lo largo de nuestro viaje a Marte.
El estudio se basa en las observaciones de la era Apolo y en  la reciente misión de la sonda Rosetta, y lleva al cierre de una pregunta  de larga data sobre el transporte de polvo electrostático visto en la Luna y otros cuerpos planetarios sin atmósfera. La investigación se realizó en el Instituto de Modelado de Plasmas, Atmósferas y Polvo Cósmico en la Universidad de Colorado en Boulder, y fue publicada recientemente en el Journal of Geophysical Research Letters.
El fenómeno reportado por los astronautas de las misiones Apolo, se presenta como cintas  en un patrón radial que se elevan por encima de la superficie lunar, así como también de forma intermitente aparecen patrones radiales observados por primera vez por la nave espacial Voyager en los anillos de Saturno, y los depósitos de polvo fino, o “estanques de polvo “en los cráteres de Eros. Estos son todos los ejemplos de transporte de polvo a través de vastas regiones sin la presencia de vientos o  agua que fluya. Los científicos creían que los procesos electrostáticos en el  polvo podrían explicar estas observaciones espaciales, pero hasta ahora no se habían realizado estudios para apoyar estas explicaciones.
Mihaly Horanyi en la Universidad de Colorado en Boulder y su equipo registraron las partículas de polvo de tamaño micrométrico que saltan varios centímetros de altura bajo la radiación ultravioleta o la exposición a los plasmas (UV). En la Luna , estas partículas de polvo se habrían elevado más de 4 pulgadas (10 centímetros) por encima de la superficie lunar, lo que lleva a los investigadores a concluir que  ” los resplandores sobre el horizonte” de la Luna – que se ven en las imágenes tomadas por Surveyor 5, 6 y 7 de  hace cinco décadas – pueden haber sido causados ​​en parte por la dispersión de la luz del Sol en una nube de partículas de polvo electrostático.
“Este nuevo ‘modelo de carga parcheado’ resuelve un mecanismo fundamental de la carga y el transporte de polvo, que ha  desconcertado a los científicos durante décadas”, dijo Xu Wang, el primer autor de la investigación.
Una de las principales conclusiones científicas es que la emisión y la reabsorción de  fotones / electrones secundarios en las paredes de las micro-cavidades formadas entre las partículas de polvo vecinas pueden generar inesperadamente grandes cargas eléctricas e intensas fuerzas de repulsión  partícula-partícula. Esto puede hacer que las partículas de polvo se muevan y levanten de la superficie, o “levitación.” Y no se limita a partículas de polvo  de un tamaño dado sino también,  los agregados de partículas son igualmente levantados
“Esperamos que este mecanismo para movilizar y transportar electrostáticamente las partículas de polvo tenga lugar sobre toda la superficie lunar, así como sobre la superficie de cualquier otro cuerpo planetario sin aire”, dijo Wang. “Si es así, la actividad electrostática del polvo puede ser también responsable de la degradación de los retrorreflectores en la superficie lunar.”
Las observaciones en el  laboratorio también mostraron que las superficies con polvo pueden convertirse en superficies  lisas como consecuencia de la movilización del polvo. Estos procesos electrostáticos del polvo podrían ayudar a explicar la formación de los estanques de “polvo” en el asteroide Eros y el cometa 67P, y la superficie inesperadamente lisa en el satélite helado de Saturno, Atlas.
SSERVI es financiado conjuntamente por las Direcciones Misión de Ciencia y Exploración Humana y Misión de Operaciones de la agencia en la sede de la NASA en Washington. Para obtener más información acerca de SSERVI y seleccionar los equipos miembros, visite:
http://sservi.nasa.gov
 Acerca de Ames Research Center:
http://www.nasa.gov/centers/ames/
Fuente: NASA.                                       Artículo original: Dust “Floats” Above Lunar Surface: Electrostatic Dust Transport Reshapes Surfaces of Airless Planetary Bodies. Autor: Teague Sóderman.

 

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Libros:
        Introductorios, de simple lectura:
  • Apfel, N. The Moon and Its Exploration. 1982, Watts.
  • Asimov, I. The Earth’s Moon. 1988, Gareth Stevens.
  • Bean, A.: My Life As An Astronaut. 1988, Simon & Schuster.
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  • Branley, F. The Moon Seems to Change. 1987, Crowell.
  • Branley, F. What the Moon is Like. 1986, Harper & Row
  • Darling, D. The Moon: A Spaceflight Away. 1984, Dillon Press.
  • Simon, S. The Moon. 1984, Four Winds/Macmillan.
      Acerca de la Luna como un Mundo y su Exploración:
  • Cadogan, P. The Moon: Our Sister Planet. 1981, Cambridge U. Press. An introductory textbook, slightly technical in places.
  • Cooper, H. Apollo on the Moon and Moon Rocks. 1970, Dial. Accounts of the Apollo 11 mission and the material they brought back from the lunar surface; written by a science journalist.
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  • Hockey, T. The Book of the Moon. 1986, Prentice Hall. Good introduction to Moon science and Moon lore.
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  • Moore, P. New Guide to the Moon. 1976, Norton. A basic book for beginners.
  • Morrison, D. & Owen, T. The Planetary System. 1988, Addison-Wesley. A superb textbook on our solar system.
  • Preiss, B., ed. The Planets. 1985, Bantam. Includes a chapter by G. Taylor: “Earth’s Moon: Doorway to the Solar System.”
Videos:
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       Sobre ” Space Weathering”: