Chang'e-6 muestra que el viento solar carga la superficie lunar

El viento solar afecta la superficie lunar al bombardear el regolito, carente de aire, con protones y electrones de alta energía, creando un entorno electrostático complejo. Este flujo continuo de plasma hace que la Luna se cargue positivamente en su cara diurna debido a la emisión de fotoelectrones y negativamente en su cara nocturna. Hallazgos recientes de la misión Chang'e-6 han confirmado ahora que estas interacciones también producen un flujo significativo de iones negativos, los cuales desempeñan un papel crucial en la forma en que la Luna interactúa con el entorno espacial.

Aunque la Luna carece de una atmósfera protectora o de un campo magnético global, está lejos de ser inerte. Los datos del instrumento Negative Ions at the Lunar Surface (NILS), que aterrizó en la cara oculta de la Luna como parte de la misión Chang'e-6, han proporcionado el primer vistazo directo a los iones negativos en este entorno específico. Este descubrimiento revela una danza compleja de partículas entre el Sol y la superficie lunar, ofreciendo una nueva perspectiva a través de la cual los científicos pueden observar la meteorización espacial y la formación de la exosfera lunar.

¿Qué son los iones negativos y por qué se encuentran en la Luna?

Los iones negativos en la Luna se producen principalmente cuando los protones del viento solar golpean el regolito lunar y se dispersan de regreso al espacio o desprenden átomos de la superficie. Este proceso, confirmado por los datos de Chang'e-6, ocurre porque una fracción de los átomos de hidrógeno que interactúan capturan electrones del material de la superficie, dejando la Luna con una carga negativa durante su breve salida.

La investigación dirigida por Chi Wang, Romain Canu-Blot y Martin Wieser utilizó un modelo semianalítico para explicar cómo se generan estos iones. El instrumento NILS detectó estas partículas por primera vez, demostrando que la superficie lunar actúa como un reactor químico masivo. Cuando los protones del viento solar —que viajan a velocidades de unos 300 km/s— impactan la superficie, experimentan procesos complejos de intercambio de carga. Estas interacciones están influenciadas por la energía de enlace superficial local, que el equipo estimó en aproximadamente 5,5 eV, un valor consistente con la composición mineralógica de la cara oculta de la Luna.

La presencia de iones negativos es significativa porque son más fáciles de influenciar por los campos eléctricos locales que los átomos neutros. Esto significa que los hallazgos de Chang'e-6 son esenciales para comprender cómo la superficie lunar mantiene su equilibrio eléctrico. La investigación indica que entre el 7% y el 20% de los átomos de hidrógeno que abandonan la superficie lo hacen como iones negativos. Esta alta probabilidad sugiere que el entorno lunar es mucho más activo iónicamente de lo que suponían los modelos anteriores, más simplistas, de interacción con el viento solar.

¿Cómo interactúa el regolito lunar con el clima espacial?

El regolito lunar interactúa con el clima espacial a través de los procesos simultáneos de dispersión (scattering) y pulverización (sputtering), que redistribuyen la energía y la materia solar por toda la superficie lunar. Según el modelo de Chang'e-6, aproximadamente el 22% de los protones del viento solar se dispersan fuera de la superficie, mientras que el 8% de los protones entrantes son responsables de la pulverización, o el "desprendimiento", de los átomos de hidrógeno existentes en el suelo lunar.

El proceso de dispersión implica que los iones del viento solar rebotan en las capas superiores del regolito. Los datos de NILS permitieron a los investigadores utilizar la inferencia bayesiana para actualizar el conocimiento previo, revelando que estas partículas dispersas pierden una energía significativa durante su impacto. Esta pérdida de energía inelástica sugiere que los átomos de hidrógeno recorren una "longitud de trayectoria efectiva más larga" a través de las superficies de los granos de lo que predecían los modelos más antiguos. Esta interacción más profunda significa que el viento solar es más eficiente en agitar la composición química de la superficie lunar de lo que se creía anteriormente.

La pulverización es una interacción más violenta en la que la energía cinética del viento solar se transfiere a los átomos que ya residen en el regolito. El estudio de Chang'e-6 encontró que la relación entre el flujo de hidrógeno dispersado y el pulverizado (eta_sc / eta_sp) es de aproximadamente 1,5. Estos datos son críticos para comprender la exosfera lunar, ya que identifican los mecanismos específicos que pueblan la delgada atmósfera de la Luna con hidrógeno. Los hallazgos clave del estudio incluyen:

• Probabilidad de dispersión: Aproximadamente el 22% para los protones del viento solar.
• Probabilidad de pulverización: Aproximadamente el 8% para los átomos de hidrógeno superficiales.
• Pérdida de energía inelástica: Las interacciones significativas sugieren una trayectoria más larga en el regolito.
• Rugosidad superficial: Los ángulos de emisión casi rasantes están controlados por la textura física del sitio de aterrizaje.

¿Cómo cambia la misión Chang'e-6 nuestra visión de la cara oculta de la Luna?

La misión Chang'e-6 ha cambiado fundamentalmente nuestra visión de la cara oculta de la Luna al proporcionar las primeras mediciones in situ de su entorno iónico y química superficial únicos. Al desplegar el instrumento NILS, el programa espacial de China ha mapeado la interacción entre el viento solar y una región de la Luna que está permanentemente protegida de la magnetosfera de la Tierra, ofreciendo una mirada "pura" a la meteorización espacial.

Las implicaciones para la futura exploración lunar son profundas. Comprender la naturaleza eléctrica de la superficie es vital para la seguridad de las misiones tanto robóticas como humanas. La electricidad estática y el movimiento de iones cargados pueden hacer que el polvo lunar levite y se adhiera al equipo, dañando potencialmente la electrónica sensible o los trajes espaciales. Los datos de Chang'e-6 proporcionan una guía para predecir estas "zonas calientes" eléctricas basadas en la intensidad del viento solar. Además, el modelo desarrollado por Chi Wang y sus colegas puede aplicarse a cualquier superficie homogénea de múltiples especies, lo que lo convierte en una herramienta valiosa para estudiar otros cuerpos sin aire como Mercurio o los asteroides.

Mirando hacia el futuro, el "Próximo paso" para esta investigación implica aplicar los resultados de NILS a modelos más amplios de la exosfera lunar. A medida que la misión Chang'e-6 concluye su fase primaria, los datos continúan sugiriendo que la Luna es un participante dinámico en los patrones climáticos del sistema solar. Es probable que las misiones futuras se centren en cómo estos iones negativos migran hacia los polos lunares, contribuyendo potencialmente a la formación de hielo de agua en regiones permanentemente sombreadas. Esta investigación marca un hito en la ciencia planetaria, transformando a la Luna de una roca estática a un complejo laboratorio de plasma interactivo.

Contexto actual del clima espacial

A fecha de 19 de febrero de 2026, la actividad solar sigue siendo significativa, influyendo en los mismos procesos observados por Chang'e-6. Datos recientes indican un índice Kp de 5, lo que significa condiciones de tormenta geomagnética Moderada (G1). Este nivel de actividad solar aumenta el flujo del viento solar, impactando directamente en las tasas de dispersión y pulverización en la superficie lunar. En la Tierra, esto se traduce en una alta visibilidad de auroras:

• Regiones visibles: Estados del norte de EE. UU., Canadá y el norte de Europa.
• Ubicaciones clave: Fairbanks (Alaska), Reikiavik (Islandia) y Estocolmo (Suecia).
• Consejo de observación: La mejor visualización es entre las 10 PM y las 2 AM, hora local, lejos de las luces de la ciudad.