Assim que a Lua surgiu

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A formação da lua há muito tempo permaneceu um mistério, mas novos estudos suportam a teoria de que a Lua foi formada a partir de restos deixados de uma colisão entre a recém-nascido Terra e uma rocha do tamanho de Marte.

A Terra nasceu cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, e os cientistas acreditam que a Lua surgiu pouco tempo depois. A principal explicação para a origem da Lua, conhecida como Hipótese do Impacto Gigante, foi proposta pela primeira vez na década de 1970. Ela sugere que a lua é resultado da colisão de dois protoplanetas, ou mundos embrionários. Um deles era a Terra recém-formada, e o outro era um objeto do tamanho de Marte chamado Theia. A lua, em seguida, surgiu da aglutinação dos escombros.

O longo desafio que este cenário enfrenta está enraizado na química da lua. A maioria dos modelos da teoria costuma dizer que mais de 60% da lua deve ser feita do material de Theia. O problema é que a maioria dos corpos no sistema solar têm maquiagens químicas únicas, incluindo a Terra, Theia e, portanto, a lua também. No entanto, amostras de rochas da Lua revelam que ela é mais parecida com a Terra do que esses modelos poderiam prever quando se trata de versões de elementos chamados isótopos. (Cada isótopo de um elemento tem diferentes números de nêutrons).

“Em termos de composição, a Terra e a Lua são quase gêmeas, tendo composições diferentes, no máximo, poucas partes em um milhão”, disse a principal autora do estudo Alessandra Mastrobuono-Battisti, astrofísica do Instituto de Tecnologia de Israel em Haifa, ao Space.com . “Esta contradição cria uma grande sombra sobre a teoria.”

O nascimento violento da Lua

Para lançar luz sobre este mistério, Mastrobuono-Battisti e seus colegas simularam colisões no início do sistema solar entre 85-90 protoplanetas – cada um com até 10% da massa da Terra – e 1.000 a 2.000 corpos menores, chamados planetesimais. Cada um destes tinha massas que eram cerca de 0,25% da Terra.

Os pesquisadores simularam as colisões que ocorreram em um padrão rígido que se estendia desde a metade de uma unidade astronômica (UA) para 4,5 UA do Sol. (Uma unidade astronômica é a distância média entre o Sol e a Terra, que é de cerca de 150 milhões de km).

Os cientistas descobriram que dentro de 100-200 milhões anos após os modelos começarem, cada simulação tipicamente produziu 3-4 planetas rochosos, com o maior comparável à Terra. Estes mundos foram muitas vezes compostos de material que eram distintos um do outro. No entanto, eles também descobriram que de 20 a 40% das vezes, a composição de um planeta era muito semelhante à composição do último protoplaneta que se colidiu com ele. Esta probabilidade é cerca de 10 vezes maior do que as estimativas anteriores.

“A coisa mais emocionante e surpreendente foi descobrir que podemos lançar uma nova luz sobre um mistério de 30 anos de idade”, o co-autor Hagai Perets, astrofísico do Instituto de Tecnologia de Israel em Haifa, disse.

A razão para esta semelhança na composição tem a ver com as órbitas ocupadas por esses corpos em colisão. A composição destes objetos varia com a quantidade de calor que recebem – por exemplo, o mais distante protoplaneta do sol (que era o mais frio), era o mais provável a reter um isótopo relativamente pesado de oxigênio. Os cientistas descobriram que, como cada planeta surgiu, o último protoplaneta a se colidir, provavelmente, compartilhou uma órbita similar. Assim, protoplanetas que compartilham lugares de nascimento semelhantes também podem compartilhar uma composição similar.

Esta descoberta sugere que as composições semelhantes da Terra e da Lua podem ser uma consequência natural de um impacto gigante. Esta teoria também explica por que suas composições são diferentes da de outros corpos do sistema solar, dizem os pesquisadores. Mastrobuono-Battisti, Parets e seu colega Sean Raymond, da Universidade de Bordeaux, na França, detalharam suas descobertas na edição de 09 de abril da revista Nature. [Space]

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