El resplandor del horizonte lunar es un fenómeno en el que las partículas de polvo de la delgada atmósfera de la Luna crean un resplandor durante la puesta del sol. El programa Surveyor proporcionó los primeros datos y fotografías del fenómeno. Los astronautas en órbita lunar lo observaron durante las misiones Apolo 15 y Apolo 17 .
El polvo que se levanta de la superficie de la Luna permanecerá en la atmósfera durante unas 3 horas. Además, las partículas cargadas eléctricamente podrían ser levitadas por campos electrostáticos con una fuerza de >500 V cm −1 . [5] Esta nube de polvo, cerca de la línea de terminación lunar , dispersa la luz hacia adelante, creando un resplandor cerca del horizonte durante la puesta de sol lunar. Se cree que el polvo, de 10 micrómetros de diámetro, está a más de 10 km de la superficie lunar. Se cree que el mecanismo de levitación expulsa 10 7 partículas más por unidad de tiempo a la nube que las causadas por impactos de micrometeoroides . El término "fuente lunar" se ha utilizado para describir este efecto.
Durante el día lunar, los rayos infrarrojos y ultravioleta del Sol son lo suficientemente fuertes como para arrancar electrones del polvo presente en la superficie lunar. Estas partículas con carga positiva son repelidas desde la superficie a kilómetros de altura. En el lado nocturno, el polvo está cargado negativamente por los electrones del viento solar . Las partículas en el lado nocturno alcanzan mayores diferencias de tensión eléctrica que en el lado diurno, lanzando partículas de polvo a altitudes aún mayores. [6] Este polvo finalmente cae de nuevo a la superficie y el ciclo se repite. [7]
En los cuerpos celestes sin una atmósfera significativa, se cree que el transporte electrostático es la principal causa del transporte de polvo. Los experimentos de laboratorio muestran que las superficies polvorientas tienden a volverse lisas como resultado de la movilización del polvo. Se cree que este fenómeno explica el proceso de formación de charcos de polvo en los asteroides 433 Eros y el cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko . [8]
Desde hace siglos se han registrado luces extrañas en la Luna desde la Tierra. Este fenómeno, conocido como " fenómeno lunar transitorio ", se acepta generalmente como una prueba visible del impacto de meteoritos en la superficie lunar. Pero se cree que otros, con un brillo amorfo rojizo o blanquecino o incluso como regiones oscuras y brumosas que cambian de forma o desaparecen en cuestión de segundos o minutos, se deben a la luz solar que se refleja en el polvo lunar suspendido.
En 1956, este efecto fue anticipado por el autor de ciencia ficción Hal Clement en su cuento "Dust Rag", publicado en Astounding Science Fiction . [6]
Las fotografías coronales de la Luna tomadas por las misiones Apolo 15 y Apolo 17 mostraron un brillo excesivo. Los astronautas en órbita lunar también observaron este resplandor durante el amanecer durante unos 10 segundos. Los astronautas a bordo de las misiones Apolo 8 y Apolo 10 también informaron de la presencia de rayos similares . Estos podrían haber sido similares a los rayos crepusculares en la Tierra. [6] También se cree que el resplandor aparece en los datos del rastreador de estrellas de la misión Clementine , aunque estaría enmascarado por la luz coronal y zodiacal . Las misiones Apolo colocaron retrorreflectores láser en la superficie lunar. Se cree que el polvo es la causa de la degradación de los instrumentos. La misión Apolo 17 también colocó un experimento en la superficie de la Luna llamado LEAM (Lunar Eyecta and Meteorites). Buscaba polvo levantado por pequeños meteoroides que golpeaban la superficie de la Luna y registraba la velocidad, la energía y la dirección de partículas diminutas. LEAM observó un gran aumento en la cantidad de partículas cada mañana, provenientes del este o del oeste y a velocidades más lentas que las esperadas para las eyecciones lunares. La temperatura del experimento aumentó hasta cerca de 100 grados Celsius unas horas después de cada salida lunar, por lo que la unidad tuvo que ser apagada temporalmente para evitar el sobrecalentamiento. Se cree que esto se debe a que el polvo lunar cargado eléctricamente se adhiere al LEAM, oscureciendo su superficie de modo que el paquete experimental absorbió la luz solar en lugar de reflejarla. Los científicos no pudieron dar una explicación definitiva del problema, ya que el LEAM funcionó solo brevemente antes de que terminara el programa Apolo. [9]
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El 20 de julio de 2011, los científicos realizaron experimentos con la cámara del Orbitador de Reconocimiento Lunar (LROC) para intentar detectar una señal débil del resplandor del horizonte lunar. El experimento se realizó en conjunto con el Proyecto de Cartografía Lyman-Alpha (LAMP), la Cámara de Ángulo Estrecho (NAC) y la Cámara de Ángulo Gran Angular (WAC). Ambas capturaron imágenes con tiempos de exposición largos, 50 veces más largos que sus tiempos de exposición normales. Durante el experimento, el Orbitador de Reconocimiento Lunar se posicionó de manera que la Luna hiciera sombra al Sol y mirara hacia atrás a través del espacio para observar material. La NAC encontró un resplandor de 0,03 DN, y se encontró que el horizonte lunar tenía un resplandor de 0,2 DN. Se predijo que el NAC detectaría una radiancia espectral de 0,01 W/m2 / sr/um. Por lo tanto, para la geometría de observación dada, el resplandor del horizonte lunar debe ser más tenue que 0,01 W/m2 / sr/um. [10]