Explorando a Lua com o Chandra

2003-10-22

Em cima: imagem da Lua no óptico. Em baixo: imagem da Lua em raios-X obtida pelo Chandra. As observações do lado brilhante da Lua realizadas pelo Chandra detectaram raios-X vindos de átomos de oxigénio, magnésio, alumínio e silício. Os raios-X são produzidos por fluorescência quando os raios-X solares bombardeiam a superfície lunar. Crédito: Robert Gendler (Óptico); NASA/CXC/SAO/J.Drake et al. (Raios-X).
Um grupo de investigadores, liderado por J. Drake do Centro Harvard-Smithsonian para a Astrofísica (EUA), utilizou o Observatório de Raios-X Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
) para observar o lado brilhante da Lua
Lua
A Lua é o único satélite natural da Terra.
e detectou oxigénio, magnésio, alumínio e silício numa grande área da superfície lunar. Estes raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
são produzidos por fluorescência, um processo semelhante à forma como se produz a luz em lâmpadas fluorescentes. Os raios-X solares bombardeiam a superfície da Lua e expulsam electrões
electrão
Partícula elementar pertencente à família dos leptões - partículas sujeitas à interacção nuclear fraca, electromagnética e gravitacional. Os electrões possuem carga eléctrica negativa e encontram-se nos átomos de todos os elementos químicos, orbitando à volta do núcleo atómico, que possui carga eléctrica positiva.
das camadas mais interiores do átomo
átomo
O átomo é a menor partícula de um dado elemento que tem as propriedades químicas que caracterizam esse mesmo elemento. Os átomos são formados por electrões à volta de um núcleo constituído por protões e neutrões.
, tornando estes átomos muito instáveis. Quase imediatamente, outros electrões são capturados e vão transitando das camadas mais exteriores para as camadas mais interiores; no processo, convertem a sua energia em raios-X fluorescentes, observáveis com o Chandra.

A abundância e a distribuição dos elementos químicos
elemento químico
Elemento composto por um único tipo de átomos. Os elementos químicos constituem a Tabela Periódica.
detectados na superfície lunar ajudará a testar teorias de como é que a Lua se formou. Embora existam amostras do solo lunar obtidas nos seis locais de alunagem das missões Apolo (NASA), a detecção remota com o Chandra tem a vantagem de cobrir uma área da superfície lunar muito mais extensa. De acordo com a teoria do impacto gigante, a teoria mais aceite da formação da Lua, um corpo com o tamanho aproximado de Marte
Marte
Marte é o quarto planeta do Sistema Solar, a contar do Sol. É o último dos chamados planetas interiores. O seu diâmetro é cerca de 50% mais pequeno do que o da Terra e possui uma superfície avermelhada, sendo também conhecido como planeta vermelho.
colidiu com a Terra há cerca de 4500 milhões de anos. Este impacto fez com que pedaços do manto derretido da Terra e do corpo que colidiu fossem lançados para uma órbita
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
à volta da Terra. No decorrer de dezenas de milhões de anos, este material foi-se agrupando e acabou por formar a Lua. Medindo as quantidades de alumínio e de outros elementos numa grande área da Lua e comparando com a composição do manto da Terra, Drake e os seus colegas planeiam testar a hipótese da teoria do impacto gigante.

Utilizando os mesmos dados do Chandra, G. Wargelin (Centro Harvard-Smithsonian para a Astrofísica) e os seus colaboradores resolveram um grande mistério sobre os raios-X do lado escuro da Lua, observados em 1990 pela missão ROSAT
ROentgen SATellite (ROSAT)
O observatório espacial de raios-X ROSAT foi uma missão internacional entre a Alemanha, os Estados Unidos da América e o Reino Unido, lançada em 1990 e terminada em 1999. Dois instrumentos principais foram a bordo do satélite: um telescópio de raios-X e uma câmara de campo largo com o seu próprio sistema de espelhos.
(Alemanha/EUA/Reino Unido). Estes misteriosos raios-X foram atribuídos a electrões energéticos ejectados pelo Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
que atingem a superfície lunar. Agora, as observações do Chandra permitiram determinar a energia dos raios-X individuais e medir simultaneamente o número de partículas no vento solar
vento solar
O vento solar é um vento contínuo de plasma quente que tem origem na coroa solar e preenche o espaço interplanetário do Sistema Solar. A 1 UA do Sol (ou seja, à distância da Terra ao Sol), a velocidade do vento solar é de cerca de 450 km/s e a densidade é aproximadamente 7 protões/cm3. O vento solar confina o campo magnético da Terra e é responsável por fenómenos como tempestades geomagnéticas e auroras. O Sol ejecta cerca de 10-13 da sua massa por ano via vento solar.
. Os resultados indicam que os raios-X só aparentam ter origem na Lua, pois na verdade, vêm de muito mais perto. O espectro de raios-X, a intensidade dos raios-X e a variação da intensidade dos raios-X com o tempo podem ser explicados por emissão de raios-X da geocoroa terrestre – a camada mais exterior da atmosfera da Terra
atmosfera terrestre
A atmosfera terrestre é composta por um conjunto de camadas gasosas que envolvem a Terra. Estas camadas são designadas por Troposfera (da superfície da Terra até cerca de 10 km de altitude), Estratosfera (10 - 50 km), Mesosfera (50 - 100 km), Termosfera (100 - 400 km) e Exosfera (acima dos 400 km).
, através da qual os satélites se deslocam.

No estudo de Wargelin, os raios-X têm origem nas colisões de iões
ião
Átomo ou molécula que perdeu ou ganhou um ou mais electrões.
pesados de carbono, oxigénio e néon do vento solar com os átomos de hidrogénio da atmosfera
atmosfera
1- Camada gasosa que envolva um planeta ou uma estrela. No caso das estrelas, entende-se por atmosfera as suas camadas mais exteriores. 2- A atmosfera (atm) é uma unidade de pressão equivalente a 101 325 Pa.
, localizados a milhares de quilómetros acima da superfície da Terra. Nas colisões, os iões solares capturam electrões dos átomos de hidrogénio e emitem raios-X quando os electrões capturados baixam para estados de menor energia.

Fonte da notícia: http://chandra.harvard.edu/press/03_releases/press_091603.html