A Lua, nossa companheira celeste há milênios, sempre inspirou questionamentos sobre sua origem e influência em fenômenos terrestres, como as marés e a estabilidade climática. Entre as muitas indagações, a mais premente gira em torno de como e quando este satélite natural passou a orbitar a Terra. Atualmente, a hipótese líder entre os astrônomos postula que, nos primeiros 100 milhões de anos da história do Sistema Solar, a Terra colidiu com um objeto do tamanho de um planeta. Essa colisão teria gerado a Lua em um lapso temporal possivelmente tão curto quanto algumas horas. Conhecida como hipótese do impacto gigante, essa teoria envolve um protoplaneta hipotético, apelidado de Theia, de tamanho similar a Marte. O material ejetado pela violenta colisão teria se aglutinado em órbita, dando origem à Lua que observamos hoje.
O nascimento de uma hipótese lunar
A evolução desta explicação notável para um dos mistérios mais persistentes sobre a Lua remonta a 1946, quando o geólogo Reginald Aldworth Daly foi um dos primeiros a sugerir que um evento de impacto poderia justificar a formação lunar. Antes de Daly, os cientistas tendiam a teorias que envolviam a rápida rotação da Terra bilhões de anos atrás, quando um dia poderia ter durado apenas 2 a 3 horas. Décadas depois, nos anos 1970, os pesquisadores William Hartmann e Donald Davis desenvolveram modelos que incluíam colisões de grandes corpos remanescentes da formação planetária, capazes de interagir com planetas mais jovens. Baseando-se nessas ideias, outros pesquisadores propuseram cenários semelhantes entre a Terra primitiva e um objeto do tamanho de Marte. No início da década seguinte, o conceito consolidou-se como o principal processo de formação lunar durante uma conferência marcante em Kona, Havaí, em 1984. A Lua da Terra teria se formado quando um objeto do tamanho de Marte, chamado Theia, colidiu com a proto-Terra há mais de 4,4 bilhões de anos, lançando material que, posteriormente, coalesceu em um grande satélite.
Evidências de uma colisão planetária
A popularidade da hipótese do impacto gigante pode ser atribuída às múltiplas linhas de evidência que a sustentam. Por exemplo, os pesquisadores há muito reconhecem as razões isotópicas estáveis semelhantes entre rochas lunares e terrestres, sugerindo fortemente um vínculo entre suas origens. Adicionalmente, o momento angular (ou rotação) incomumente alto do sistema Terra-Lua, quando comparado a observações de outros planetas rochosos, também poderia ser explicado como um dos efeitos de uma colisão massiva. Pistas adicionais podem ser encontradas na composição da Lua, que revela um núcleo de ferro relativamente pequeno e menor densidade. Isso é significativo para os astrônomos, pois um impacto gigante hipotético teria resultado na fusão do núcleo metálico do protoplaneta Theia com o interior da Terra jovem, enquanto o material mais leve do manto e da crosta de ambos os mundos teria sido desalojado e lançado em órbita, ajudando a formar a Lua. Outra evidência importante envolve a relativa depleção de substâncias voláteis (elementos que se transformam facilmente em gás ou vapor em temperaturas ambientes) no material lunar, o que novamente sugere que poderiam ter sido perdidas durante um evento extremamente energético, uma ideia apoiada por evidências de que a Lua primitiva possuía um substancial oceano de magma.
O que ainda é desconhecido? Novas pesquisas expandem a hipótese Theia
No entanto, várias questões significativas permanecem, incluindo quais condições precisas levaram ao impacto e como o material planetário resultante evoluiu para a Lua que conhecemos hoje. Recentemente, um novo estudo liderado por Adeene Denton, do Southwest Research Institute, e colegas da Lunar and Planetary Laboratory da Universidade do Arizona, trouxe uma nova perspectiva à hipótese Theia. A pesquisa sugere que o antigo impacto pode ter sido significativamente influenciado pelo calor e pela resistência física dos dois corpos em colisão. As descobertas da equipe desafiam algumas visões de longa data sobre a hipótese do impacto gigante, ao mesmo tempo que oferecem novo suporte a outras. Por exemplo, as simulações da equipe revelaram que, enquanto alguns impactos levam à criação de um disco de detritos que depois coalescem em uma lua, sob outras condições, as simulações apoiam a ideia de que a Lua poderia ter se formado em um período notavelmente curto – talvez em cerca de cinco horas. Contudo, um dos principais desafios na determinação das condições exatas da hipótese do impacto gigante envolve o debate contínuo sobre a idade da Lua. "Há uma grande controvérsia sobre a idade da Lua", disse o Dr. Erik Asphaug, professor de ciência planetária no Lunar and Planetary Laboratory da Universidade do Arizona e um dos coautores do novo estudo. Asphaug explicou, via e-mail, algumas das questões decorrentes disso, já que as estimativas atuais colocam a formação da Lua entre 40 e 120 milhões de anos após a formação do Sistema Solar. Aí reside parte do problema, segundo Asphaug, pois esse cronograma pode ter implicações significativas para os modelos do impacto Theia. Se tivesse sido uma colisão mais precoce, Asphaug argumenta que teria envolvido uma Theia mais quente devido ao maior grau de aquecimento radiogênico; por contraste, um impacto posterior significaria uma Theia mais fria e forte. "Não acho que saibamos o suficiente ainda para dizer que a Lua (e, por consequência, a Terra) se formou de uma maneira ou de outra", disse Asphaug. "Mas saber como a temperatura afeta o resultado abre uma nova dimensão para a visualização do problema, e isso é sempre útil porque muda nosso referencial, como sair do carro para dar uma volta."
Um enigma lunar no tempo e no espaço
Para pesquisadores como Asphaug, entender a formação da Lua requer vê-la não apenas como um evento no espaço, mas também no tempo. Fazer isso permite comparações entre três métricas distintas: decaimento isotópico, resistência do material dependente da temperatura e o registro geológico de detritos atingindo outros planetas – um processo através do qual ele acredita que restrições mais rígidas poderiam ser aplicadas sobre quando o impacto formador da Lua poderia ter ocorrido. Adeene Denton, a autora principal do estudo, também enfatizou a introdução da componente temporal que a pesquisa de sua equipe traz, afirmando que o resultado do impacto formador da Lua poderia ter dependido significativamente do momento da colisão. "Antes, os cientistas geralmente assumiam que o resultado da colisão seria o mesmo, independentemente de quando ocorresse", escreveu Denton. "Mas agora sabemos que o efeito da temperatura nas propriedades do material, que é ditado pela idade e/ou frieza da proto-Terra e Theia, altera as coisas substancialmente." Ao conectar simulações de impacto com dados relacionados ao registro geoquímico da Lua, bem como modelos de formação do Sistema Solar primitivo, Denton acredita que o trabalho de sua equipe pode ajudar os cientistas a restringir melhor como e quando a Lua se formou.
O mistério continua
Por enquanto, em termos de qual cenário possível – um evento de colisão mais precoce ou mais tardio – emerge como o mais provável, Denton diz que ainda é difícil afirmar. "Depende de quais cenários de formação do Sistema Solar você favorece", disse Denton. "Eu geralmente favoreço uma formação mais precoce da Lua, consistente com uma fase rápida de construção planetária em nosso Sistema Solar", disse Denton, "mas não podemos negligenciar a possibilidade de que a Lua tenha se formado tarde." Embora muito trabalho ainda precise ser feito, Denton e Asphaug acreditam que suas descobertas ajudam a avançar significativamente os esforços atuais para resolver algumas das questões sobre a hipótese do impacto gigante – algumas das quais persistem há muitos anos. Para Asphaug, no entanto, tais questões persistentes podem simplesmente ser parte do processo científico. "A ciência tem uma maneira de vagar por muito tempo até que finalmente tudo se concentre", disse Asphaug. "Acredito que isso acontecerá, em parte graças a este trabalho, na próxima década."
Com reportagem de Brazil Valley
Source · Space.com