Nova hipótese de impacto pode explicar a singularidade da nossa Lua
A hipótese do impacto gigante afirma que um corpo do tamanho de Marte colidiu com a Terra primitiva, com os detritos que não caem de volta à Terra formando a Lua. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech.
Nossa Lua pode até ser uma ocorrência mais rara para um Sistema Solar do que uma “Terra”.
A pressão para competir, o medo de que outra pessoa faça o splash primeiro, cria um ambiente frenético no qual uma tempestade de informações é apresentada e questões sérias podem não ser levantadas. – Carl Bernstein
Quando se trata do nosso lugar no Sistema Solar, normalmente pensamos na Terra como o mundo único e especial acima de todos os outros. Com seus continentes e oceanos, grandes quantidades de água líquida e vida macroscópica e complexa, é o único lar que a humanidade já conheceu e o único mundo que conhecemos capaz de nos dar origem. Mas talvez o satélite natural da Terra - a Lua - seja realmente o outlier no Sistema Solar. Em um revolucionário novo jornal esta semana em Natureza , a equipe de Matija Ćuk, Douglas Hamilton, Simon Lock e Sarah Stewart pode ter descoberto a ligação entre a Terra, nossa Lua única e o nascimento do nosso Sistema Solar.
Uma tempestade cometária, como a encontrada ao redor de Eta Corvi, pode resultar em grandes impactos em ângulos acentuados. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech.
Sempre pensamos no início do Sistema Solar como um lugar violento, mas observações sem precedentes de estrelas recém-formadas com sistemas planetários nos ensinaram mais do que jamais imaginamos. Quando as estrelas se formam, elas tendem a ter:
- uma grande quantidade de poeira e material rochoso que se forma em um disco, girando com a estrela,
- onde as maiores imperfeições iniciais se transformam em planetesimais mais rapidamente,
- acumulando matéria de outras pequenas imperfeições menos importantes,
- com interações gravitacionais chutando a maioria dos corpos para fora ou para outros corpos,
- enquanto a luz do sol evapora a poeira ao longo de dezenas de milhões de anos,
- eventualmente formando um sistema solar estável,
não tão diferente do nosso.
Na maioria dos casos, como as simulações e observações nos ensinaram, cada planeta e lua que se forma tem sua própria composição elementar única com base na história de como se formou. Cada planeta tem uma densidade única e uma proporção única dos diferentes elementos, e cada Lua também tem uma composição única, distinta de seu planeta pai. Assim como os materiais menos densos flutuam sobre os mais densos - o núcleo externo da Terra flutua sobre o núcleo interno, sobre o qual flutua o manto, sobre o qual flutua a crosta, seguido pelo oceano e pela atmosfera - um gradiente gravitacional e de temperatura garante que os planetas e luas têm composições diferentes umas das outras.
Densidades de vários corpos no Sistema Solar. Crédito da imagem: Karim Khaidarov, via http://bourabai.kz/solar-e.htm .
Mas nossa Lua parece ser a exceção a todas as regras normais. Suas rochas superficiais têm a mesma composição que a da Terra; é muito, muito maior e mais massivo em comparação com a Terra do que qualquer outra lua em comparação com seu planeta-mãe; tem um pequeno núcleo de ferro semelhante ao da Terra; orbita fora do plano de rotação e revolução da Terra; e está travado por maré na Terra, mas alinhado axialmente quase perfeitamente (dentro de 1,5º) com o Sol. A principal teoria de como a Lua se formou é conhecida como a Hipótese do Impacto Gigante, que afirma que um grande protoplaneta do tamanho de Marte atingiu uma jovem Terra no início, levantando detritos que se fundiram na Lua.
Outra visão/modelo da colisão que criou o sistema Terra-Lua. Crédito da imagem: H.Seldon, lançado em domínio público.
Mas a maneira convencional de fazer isso é com uma colisão relativamente suave. Isso não resultaria na rotação da Terra tão rapidamente com uma inclinação tão grande (23,5º), e não resultaria na órbita da Lua fora do plano Terra-Sol. Mas se o impacto inicial criador da Lua fosse rápido e em ângulo, de acordo com este novo artigo, tudo funcionaria.
- Uma colisão rápida e massivamente inclinada poderia resultar em uma Terra jovem girando com um dia de apenas 2 a 3 horas, onde o equador era duas vezes mais largo que os pólos.
- A inclinação pode resultar na inclinação da Terra significativamente em uma direção.
- E simultaneamente, a Lua que se formou se inclinaria muitos graus para fora do plano Terra-Sol.
Ao longo de bilhões de anos, a inclinação da Lua poderia ser reduzida a apenas 5º fora do plano que temos hoje, enquanto o atrito das marés teria desacelerado a rotação da Terra para meras 24 horas.
A Terra e a Lua, juntamente com algumas de suas propriedades orbitais e rotacionais mais importantes. Crédito da imagem: NASA.
Isso também ajuda a explicar algumas esquisitices legais de uma só vez. O que é bonito neste trabalho é que podemos acabar com o estado atual da lua – sua órbita, sua química – com apenas um passo, sem invocar nenhum outro evento, diz Sarah Stewart, coautora do estudo. Se a Terra girasse em seu eixo antes do impacto, e se o protoplaneta que colidiu com a Terra estivesse no plano Terra-Sol, nada disso seria possível. Mas com isso, não apenas temos uma Terra jovem girando rapidamente e uma Terra inclinada de 24 horas e 23,5º hoje, mas uma Lua que orbita fora do plano, quase travada no Sol rotacionalmente e travada na Terra em termos de revolução. . As peças todas se encaixam lindamente.
As camadas da Lua, consistentes com uma origem idêntica ao interior da Terra. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Kelvinsong.
Isso não significa que a teoria seja comprovada, é claro. Significa simplesmente que um modelo de computador pode reproduzir fielmente o que observamos hoje, dada a condição inicial correta. E, de acordo com Space.com , não é preciso alguma conspiração de eventos extraordinariamente improváveis para que isso aconteça:
A probabilidade de que a Terra primitiva tenha sido atingida com as propriedades certas para explicar a atual inclinação da órbita da lua é algo como 30%, disse Stewart. É razoavelmente provável.
Neil Armstrong na superfície da Lua, onde aprendemos muito sobre a origem do outro mundo único do nosso Sistema Solar. Crédito da imagem: NASA / Apollo 11.
É uma nova maneira importante e revolucionária de ver como nossos mundos gêmeos fraternos – a Terra e a Lua – começaram. Mas é importante reconhecer, neste momento, que é apenas uma hipótese de como as coisas surgiram. Quando se trata de toda a história de 4,5 bilhões de anos do Sistema Solar, tudo o que sabemos deve ser reunido a partir dos sobreviventes.
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