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Descubrir tales detalles sobre el núcleo lunar es clave para el desarrollo de precisos modelos sobre la formación de la Luna. Los datos arrojan luz sobre la evolución de una dinamo lunar – un proceso mediante el cual la Luna puede haber generado y mantenido su propio campo magnético.

Los hallazgos del equipo sugieren que la Luna posee un sólido núcleo interno rico en hierro con un radio de aproximadamente 245 km, y un núcleo fluido exterior principalmente de hierro líquido con un radio de aproximadamente 310 km. Donde difiere de la Tierra es en una capa separadora parcialmente fundida alrededor del núcleo, que se estima que tiene aproximadamente un radio de 500 km. La investigación indica que el núcleo contiene un pequeño porcentaje de elementos ligeros tales como azufre, recordando la nueva investigación sismológica que sugiere la presencia de elementos ligeros – tales como azufre y oxígeno – en una capa alrededor de su núcleo.

Los investigadores usaron datos recopilados durante la época de las misiones Apolo. El Experimento Apolo Sísmico Pasivo, constaba de cuatro sismómetros desplegados entre 1969 y 1972, los cuales registraron una continua actividad sísmica lunar hasta finales de 1977.

“Aplicamos metodologías probadas en la sismología terrestre a este conjunto de datos para presentar la primera detección directa del núcleo de la Luna”, comenta Renee Weber, investigadora principal y científico espacial en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama.

Además de Weber, el equipo constaba de científicos de Marshall; la Universidad Estatal de Arizona University; la Universidad de California en Santa Cruz; y el Instituto de Física del Mundo en París, Francia. Sus hallazgos se publican en la edición on-line de la revista Science.

El equipo también analizó los sismógrafos lunares de Apolo usando procesado de arrays, técnicas que identifican y distinguen fuentes de señal de terremotos en la Luna y otras actividades sísmicas. Los investigadores identificaron cómo y por dónde pasaban las ondas o eran reflejadas por los elementos del interior de la Luna, lo que significaba la composición y estado de los interfaces de capas a distintas profundidades.

Aunque sofisticadas misiones de imágenes por satélite de la Luna, han hecho contribuciones significativas al estudio de su historia y topografía, las profundidades del único satélite natural de la Tierra seguían siendo tema de especulación y conjetura desde la era de Apolo. Los investigadores habían deducido la existencia de un núcleo, basándose en estimaciones indirectas de las propiedades del interior de la Luna, pero muchos no estaban de acuerdo sobre su radio, estado y composición.

Una principal limitación a estudios sísmicos lunares anteriores era el “ruido” provocado por el solapamiento de señales que rebotaban repetidamente en estructuras en la fraccionada corteza de la Luna. Para mitigar este problema, Weber y su equipo emplearon una aproximación llamada apilamiento de sismogramas, o el particionado digital de señales. El apilamiento mejoró la proporción señal-ruido y permitió a los investigadores seguir más claramente el camino y comportamiento de una única señal cuando pasaba por el interior de la Luna.

“Esperamos seguir trabajando con los datos sísmicos de Apolo para refinar aún más nuestras estimaciones sobre las propiedades del núcleo, y caracterizar las señales de la Luna tan claramente como sea posible para ayudar en la interpretación de los datos retornados por futuras misiones”, comenta Weber.

Futuras misiones de la NASA ayudarán a recopilar datos más detallados. El Gravity Recovery and Interior Laboratory, o GRAIL, es una misión del tipo descubrimiento de la NASA, prevista para lanzarse este año. La misión consiste en dos naves gemelas que entrarán en órbitas tándem alrededor de la Luna durante varios meses para medir el campo gravitatorio con un detalle sin precedente. La misión también responderá a viejas preguntas sobre la Luna y proporcionará a los científicos una mejor comprensión del satélite, desde la corteza al núcleo, revelando estructuras sub-superficiales e, indirectamente, su historia térmica.

La NASA y otras agencias espaciales han estado estudiando ideas para establecer una Red Lunar Internacional – un conjunto robótico de estaciones de monitorización geofísica en la Luna – como parte de los esfuerzos por coordinar misiones internacionales durante la próxima década.