A Lua é elétrica – principalmente quando cheia

A lua é muitas vezes considerada um local inerte e inativo. Mas um novo estudo nos lembra que nosso pálido guardião celestial é mais dinâmico do que pode parecer de longe. Novas medições de sua precária atmosfera apoiam a ideia que nossa companheira lunar esteja envolta por uma capa elétrica, e essa capa parece coletar energia quando a Terra a protege da fúria do sol durante a lua cheia.

Na prática, quando olhamos para uma luminosa lua cheia brilhando no céu, provavelmente estamos vendo o orbe lunar em seu estado mais elétrico.

Planetas com atmosferas tendem a apresentar camadas exteriores, conhecidas como ionosferas. Os materiais que alcançam essas extraordinárias altitudes esbarram no vácuo do espaço, onde são atacados por luz estelar e raios cósmicos, despindo elétrons de átomos e criando uma fina casca de gás eletricamente carregado, ou plasma.

Apesar de seu campo gravitacional extremamente baixo, a lua possui um tipo de atmosfera incrivelmente fina, conhecida como exosfera. Ela é alimentada por pequenos pulsos gasosos na superfície, movidos por detritos radioativos, átomos lançados para o alto por impactos de micrometeoritos, vento solar, e até poeira lunar, que pode ser levantada por forças eletrostáticas.

Na década de 1970, as sondas soviéticas Luna 19 e 22 circundaram a lua, encostando levemente na camada de partículas carregadas tão acima da calma superfície. Parece que, assim como a Terra, a incrivelmente difusa exosfera da lua estava interagindo com a luz estelar e dando origem a uma ionosfera. É algo efêmero, mas está lá.

“Há muito que ainda não sabemos sobre isso, e é justo dizer que ainda haja controvérsias” diz Jasper Halekas, principal autor do novo estudo publicado na Geophysical Research Letters e professor adjunto de física espacial experimental da Universidade de Iowa.

Parte do problema é que, como a ionosfera da lua é tão fraca, ela é quase indetectável quando sufocada pelo plasma emitido pelo sol e pela Terra. Isso faz com que muitas de suas características fiquem ocultas por trás de uma violenta bruma, provocando muito debate.

Esconderijo no vento de cauda

Esperando esclarecer o enigma, Halekas e sua equipe se voltaram para duas sondas à deriva na escuridão. Elas pertencem à missão da NASA chamada Acceleration, Reconnection, Turbulence and Electrodynamics of the Moon's Interaction with the Sun, ou ARTEMIS.

Como o nome sugere, essas sondas, posicionadas em órbitas singulares perto da lua, estão nos ajudando a compreender como o orbe da lua é influenciado pelo sol. Os instrumentos das sondas espaciais podem, entre outras coisas, espreitar por entre a difusa exosfera da lua.

Mas, para ter a melhor visão, a equipe aguardou um momento muito específico: durante a lua cheia.

Nesse momento, a lua está posicionada atrás da Terra em relação ao sol, e se coloca em uma espécie de bolso na longa cauda do campo magnético da Terra. Isso significa que a lua e sua tênue casca da ionosfera lunar estão protegidas de boa parte do energético vento solar, que flui constantemente no espaço.

Durante essa janela crítica, a missão ARTEMIS pode monitorar as ondas de plasma que emergem do lado diurno bombardeado por luz solar da lua, e criar uma imagem muito mais detalhada da ionosfera lunar. Esta foi a primeira vez que uma técnica tão incrivelmente precisa foi utilizada na lua, e ela revelou que a ionosfera lunar é aproximadamente um milhão de vezes mais fina que a da Terra.

Por mais fraco que seja, o plasma proveniente da lua conta com uma densidade maior nesse refúgio do que a densidade do plasma ao seu redor. Isso sugere que a ionosfera da lua se torna mais proeminente sob a proteção da Terra.

Halekas descreve esse pico ionosférico como “uma pequena fonte de plasma borbulhando e fervilhando ao redor da lua”.

Caminhos lunares

Essencialmente, isso significa que o plasma lunar pode mensuravelmente perturbar o plasma proveniente da Terra e do sol, resultando em mudanças perceptíveis nas correntes elétricas e na distribuição de elétrons na região. É até possível que haja uma conexão plasmática entre a Terra e a lua, e pesquisas anteriores oferecem evidências preliminares de que tal intercâmbio de partículas exista.

Mas um caminho plasmático entre a lua e a Terra, e o que ele poderia significar para ambos os corpos celestes, são conceitos ainda muito especulativos. Até que melhores instrumentos espaciais levantem voo, ainda restarão perguntas.

É também difícil dizer no momento se a lua poderia servir de amostra para outros corpos rochosos em todo o cosmos. Asteroides e outras luas em nosso sistema solar tendem a ser menores do que “nossa magnífica lua” diz Sara Russell, professora de ciências planetárias no Museu de História Natural do Reino Unido, em Londres. Isso significa que eles conservariam exosferas ainda mais finas.

Além disso, corpos mais distantes do sol se banhariam em menos luz solar do que a nossa lua, o que significa que suas exosferas não seriam ionizadas de forma tão eficiente. Ambos os fatores sugerem que, se esses objetos rochosos realmente possuírem ionosferas, elas provavelmente seriam ainda mais fracas que o véu eletrificado de nossa companheira lunar.

Ainda assim, diz Halekas, a estranha ionosfera lunar é fascinante e “uma razão para não pensarmos sobre a lua como uma triste e grande rocha morta no céu”.