Volte sua mente para quando a Terra era um bebê. O sistema solar era um berçário brutal. Fragmentos gigantes de rocha giravam caoticamente em torno de um jovem sol ardente, bombardeando regularmente planetas infantis. A Terra se formou durante esse período, apropriadamente chamado de Hadeano, e sem essa chuva constante de fogo construindo os ossos do nosso planeta, não estaríamos aqui.
E nem a lua.
No final deste período, cerca de 4.5 bilhões de anos atrás, um protoplaneta do tamanho de Marte chamado Theia colidiu com a Terra em uma colisão que se acredita ter lançado 100 milhões de vezes mais energia do que o asteróide que acabou com os dinossauros. O impacto destruiu Theia, lançou uma nuvem titânica de material em órbita – e deu à luz a nossa lua.
Esta cenário de impacto gigante é a principal teoria de como a lua se formou porque se encaixa em muito do que observamos sobre a Terra e a lua hoje. Mas os cientistas ainda estão debatendo os detalhes. As primeiras simulações do impacto, por exemplo, sugeriram que a lua seria feita principalmente de material de Theia, mas a análise das rochas lunares mostra que a composição geoquímica da Terra e da lua é quase idêntica.
Agora, no entanto, uma nova simulação de alta resolução, descrito em um artigo recente por cientistas e pesquisadores da NASA Ames na Universidade de Durham, pode ajudar a resolver a discrepância.
De acordo com o artigo, os resultados em vários cenários de impacto possíveis correspondem mais às observações, incluindo a órbita e a composição da lua. Mas talvez o mais surpreendente, onde trabalhos anteriores sugeriam que a formação da lua levaria meses ou anos, a nova simulação sugere que nosso satélite se formou e foi lançado em órbita em poucas horas.
Na simulação, mostrada no vídeo abaixo, Theia atinge a Terra com um golpe de raspão. Um arco de material, originário de Theia e da Terra, entra em órbita e forma dois corpos. O maior deles, condenado a cair de volta à Terra, lança o menor, a lua, em uma órbita estável. Se a colisão inicial ocorresse à meia-noite, a lua teria se formado no café da manhã.
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Esta não é a primeira tentativa de ajustar melhor nossas observações à história de origem do impacto gigante da lua.
Os cientistas propuseram e simularam uma série de teorias para explicar a composição geoquímica da lua. Estes incluem maior energia ou múltiplos impactos, um atropelamento ou fuga, ou a possibilidade de um impacto anterior, quando a Terra ainda estava coberta por uma oceano de magma. Isso ainda é possível, embora cada um venha com seu próprio conjunto de desafios também.
Aqui, a equipe adotou uma abordagem diferente, sugerindo que talvez o problema não seja a teoria, mas nossa simulação dela. Simulações mais antigas usaram centenas de milhares ou milhões de “partículas” – você pode pensar nelas como substitutos digitais idealizados para pedaços da Terra e Theia, cada um seguindo as leis da física na colisão. A simulação mais recente, por outro lado, usa centenas de milhões de partículas, cada uma com cerca de 8.5 quilômetros de diâmetro.
É o recriação digital de alta resolução da formação da lua até agora.
A resolução trouxe a mecânica de grandes impactos em foco de uma forma que simulações anteriores, menos detalhadas, simplesmente não conseguiam. E, no processo, o trabalho lançou uma teoria nova e potencialmente mais simples: que a lua se formou rapidamente, em apenas uma etapa. A equipe descobriu que esse cenário poderia produzir uma lua muito parecida com a nossa, da órbita à composição.
No entanto, embora o novo trabalho seja atraente, reforçá-lo exigirá mais simulações de alta resolução e, crucialmente, futuras missões coletando mais amostras da própria lua.
O que quer que os cientistas encontrem, a história da formação da lua tem implicações de longo alcance. Seu destino está intimamente ligado ao da Terra, das marés às placas tectônicas e ao surgimento e evolução da própria vida. Se descobrirmos que nossa lua é uma exceção – como parece ser em nosso sistema solar, pelo menos – talvez as chances de que a vida surja e sobreviva a longo prazo em outros lugares sejam menores. Só não sabemos ainda.
Por isso é importante construir e estudar simulações como esta.
“Quanto mais aprendemos sobre como a lua surgiu, mais descobrimos sobre a evolução de nossa própria Terra”, disse Vincent Eke, pesquisador da Universidade de Durham e coautor do artigo, em um comunicado. “Suas histórias estão entrelaçadas – e podem ecoar nas histórias de outros planetas alterados por colisões semelhantes ou muito diferentes.”
Crédito de imagem: Centro de Pesquisa Ames da NASA
