Durante décadas, os cientistas ponderaram como a Terra adquiriu seu único satélite, a Lua. Enquanto alguns argumentam que ele se formou a partir de material perdido pela Terra devido à força centrífuga ou foi capturado pela gravidade da Terra, a teoria mais amplamente aceita é que a Lua se formou cerca de 4,5 bilhões de anos atrás quando um objeto do tamanho de Marte (chamado Theia) colidiu com uma proto-Terra (também conhecida como Hipótese do Impacto Gigante).
No entanto, como a proto-Terra sofreu muitos impactos gigantes, espera-se que várias luas se formem em órbita ao redor dela ao longo do tempo. Surge assim a pergunta: o que aconteceu com essas luas? Levantando essa mesma pergunta, uma equipe de uma equipe internacional de cientistas conduziu um estudo no qual eles sugerem que esses "moonlets" poderiam eventualmente ter colidido de volta à Terra, deixando apenas o que vemos hoje.
O estudo, intitulado "Quedas da lua: colisões entre a Terra e suas luas passadas", apareceu recentemente online e foi aceito para publicação na Avisos mensais da Royal Astronomical Society. O estudo foi liderado por Uri Malamud, bolsista de pós-doutorado do Instituto Israelense de Tecnologia Technion, e incluiu membros da Universidade de Tübingen, na Alemanha, e da Universidade de Viena.
Pelo bem de seu estudo, o Dr. Malamud e seus colegas - Prof. Hagai B. Perets, Christoph Schafer e Christoph Burger (um estudante de doutorado) - consideraram o que aconteceria se a Terra, em sua forma mais inicial, tivesse experimentado múltiplos impactos gigantes que antecederam a colisão com Theia. Cada um desses impactos teria o potencial de formar uma massa lunar sub-lunar que interagisse gravitacionalmente com a proto-Terra, bem como quaisquer possíveis lunetas formadas anteriormente.
Em última análise, isso resultaria em fusões entre luar e luar, os luar sendo ejetados da órbita da Terra ou os luar caindo na Terra. No final, o Dr. Malamud e seus colegas optaram por investigar essa última possibilidade, pois ela não havia sido explorada anteriormente pelos cientistas. Além disso, essa possibilidade pode ter um impacto drástico na história e na evolução geológicas da Terra. Como Malamud indicou à Space Magazine por e-mail:
“No entendimento atual da formação de planetas, os estágios finais do crescimento do planeta terrestre foram causados por muitas colisões gigantescas entre embriões planetários. Tais colisões formam discos de detritos significativos, que por sua vez podem se tornar luas. Como sugerimos e enfatizamos neste e em nossos trabalhos anteriores, dadas as taxas de tais colisões e a evolução das luas - a existência de múltiplas luas e suas interações mútuas levará a lua. É uma parte inerente e inevitável da atual teoria da formação de planetas. ”
No entanto, porque a Terra é um planeta geologicamente ativo e porque sua atmosfera espessa leva a intemperismo e erosão naturais, a superfície muda drasticamente com o tempo. Como tal, é sempre difícil determinar os efeitos dos eventos que ocorreram durante os primeiros períodos da Terra - ou seja, o Hadean Eon, que começou 4,6 bilhões de anos atrás com a formação da Terra e terminou 4 bilhões de anos atrás.
Para testar se vários impactos poderiam ou não ocorrer durante esse Eon, resultando em moonlets que eventualmente caíram na Terra, a equipe conduziu uma série de simulações hidrodinâmicas de partículas suaves (SPH). Eles também consideraram uma variedade de massas lunares, ângulos de impacto de colisão e taxas iniciais de rotação proto-Terra. Basicamente, se os moonlets caíssem na Terra no passado, isso teria alterado a taxa de rotação da proto-Terra, resultando em seu atual período de rotação sideral de 23 horas, 56 minutos e 4,1 segundos.
No final, eles encontraram evidências de que, embora impactos diretos de objetos grandes não fossem prováveis, várias colisões de maré em pastagem poderiam ter ocorrido. Isso faria com que materiais e detritos fossem lançados para a atmosfera que formaria pequenos luas que teriam então interagido entre si. Como Malamud explicou:
“Nossos resultados, no entanto, mostram que, no caso de uma queda da lua, a distribuição do material a partir da lua não é sequer na Terra e, portanto, essas colisões podem dar origem a assimetrias e inomogeneidades de composição. Como discutimos no artigo, existem realmente evidências possíveis para as últimas - as quedas da lua podem explicar potencialmente as heterogeneidades isotópicas em elementos altamente siderófilos nas rochas terrestres. Em princípio, as colisões na lua também podem produzir uma estrutura em larga escala na Terra, e especulamos que esse efeito poderia ter contribuído para a formação dos primeiros super continentes da Terra. Esse aspecto, no entanto, é mais especulativo e difícil de confirmar diretamente, dada a evolução geológica da Terra desde os primeiros tempos. ”
Este estudo amplia efetivamente a atual e amplamente popular hipótese de impacto gigante. De acordo com essa teoria, a Lua se formou durante os primeiros 10 a 100 milhões de anos do Sistema Solar, quando os planetas terrestres ainda estavam se formando. Durante os estágios finais deste período, acredita-se que esses planetas (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) tenham crescido principalmente através de impactos com grandes embriões planetários.
Desde então, acredita-se que a Lua tenha evoluído devido às marés mútuas da Terra e da Lua, migrando para o local atual, onde está desde então. No entanto, esse paradigma não considera os impactos que ocorreram antes da chegada de Theia e a formação do único satélite da Terra. Como resultado, o Dr. Malamud e seus colegas afirmam que está desconectado da imagem mais ampla da formação do planeta terrestre.
Levando em conta possíveis colisões anteriores à formação da Lua, eles afirmam, o cientista poderia ter uma imagem mais completa de como a Terra e a Lua evoluíram ao longo do tempo. Essas descobertas também podem ter implicações quando se trata do estudo de outros planetas e luas solares. Como o Dr. Malamud indicou, já existem evidências convincentes de que colisões em larga escala afetaram a evolução de planetas e luas.
"Em outros planetas, vemos evidências de impactos muito grandes que produziram características topográficas em escala planetária, como a chamada dicotomia de Marte e possivelmente a dicotomia da superfície de Charon", disse ele. “Eles tiveram que surgir de impactos em larga escala, mas pequenos o suficiente para criar características sub-globais do planeta. As quedas da lua são progenitoras naturais de tais impactos, mas não se pode excluir outros grandes impactos de asteróides que poderiam produzir efeitos semelhantes. ”
Há também a possibilidade de tais colisões acontecerem em um futuro distante. De acordo com as estimativas atuais de sua migração, a lua de Marte Phobos acabará colidindo com a superfície do planeta. Embora pequena em comparação com os impactos que teriam criado os moonlets e a Lua ao redor da Terra, essa eventual colisão é uma evidência direta de que as quedas de lua ocorreram no passado e ocorrerão novamente no futuro.
Em suma, a história do início do Sistema Solar era violenta e cataclísmica, com muita criação resultante de colisões poderosas. Ao ter uma imagem mais completa de como esses eventos de impacto afetaram a evolução dos planetas terrestres, podemos obter novas percepções sobre como os planetas geradores de vida se formaram. Isso, por sua vez, poderia nos ajudar a rastrear tais planetas em sistemas extra-solares.
