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Um planeta colidiu duas vezes com a Terra para formar a Lua, aponta estudo

·5 minuto de leitura

Uma das hipóteses mais aceitas sobre a formação da Lua é a de um grande impacto entre a Terra e um planeta do tamanho de Marte, chamado Theia, que teria ocorrido há cerca de 4,4 bilhões de anos. De acordo com o modelo, ambos os objetos ainda eram protoplanetas, ou seja, estavam em seus estágios iniciais de formação. Agora, um novo estudo sugere que houve, na verdade, duas colisões entre esses mundos.

Entre os problemas da “hipótese do grande impacto” é que, se a Lua é mesmo resultado dessa colisão, sua composição deveria ser entre 70% a 90% feita do material de Theia, de acordo com as simulações computacionais que tentam reproduzir o evento. As rochas lunares trazidas pelas missões Apollo, no entanto, tinham composição semelhante à da Terra.

Um estudo de 2020 tentou mostrar algumas diferenças entre a composição da Lua e nosso planeta, mas dois novos artigos trabalham com outro cenário — os autores alegam que Theia colidiu com a Terra duas vezes. Essas interações criaram uma mistura complexa de material entre os dois protoplanetas e, como resultado, a Lua herdou essa combinação de componentes.

Para compreender como essas colisões podem ter ocorrido, é importante lembrar que a fase de formação do Sistema Solar é algo caótico e violento, em especial em seus últimos estágios, onde os objetos já ganharam volume e suas órbitas ainda não estão completamente definidas. As colisões aconteciam com frequência — este é o principal meio pelo qual os objetos se tornam grandes, na verdade. Os impactos criam detritos, que por sua vez formam discos ao redor de objetos massivos, para se aglutinarem novamente.

Simulação da colisão do tipo "vai-e-vem" mostrada cerca de uma hora após o impacto. Uma vista em corte mostra os núcleos de ferro (Imagem: Reprodução/A. Emsenhuber/Universidade de Bern/Universidade de Munique)
Simulação da colisão do tipo "vai-e-vem" mostrada cerca de uma hora após o impacto. Uma vista em corte mostra os núcleos de ferro (Imagem: Reprodução/A. Emsenhuber/Universidade de Bern/Universidade de Munique)

Esses discos de detritos, conhecidos como discos de acreção, podem se agrupar aos objetos já massivos para dar-lhe ainda mais massa, ou se aglutinar em objetos menores que orbitarão aqueles corpos maiores. Assim, a formação da Lua seria o resultado de um processo final de acreção do nosso planeta, quando os embriões planetários de Theia e Terra se desviaram de suas respectivas zonas orbitais e colidiram.

Os dois protoplanetas (ambos do tipo terrestres, ou seja, rochosos) “podem ter crescido em pares em uma série de fusões violentas, construindo Vênus e a Terra em talvez dezenas de eventos”, escrevem os autores do estudo, “deixando os planetas menores como remanescentes não-acretados ou sobreviventes”. Contudo, essa acreção de pares geralmente não ocorre por meio de fusões eficazes. “Longe disso, espera-se que as colisões de ‘vai-e-vem’ ocorram na metade das vezes”.

Para construir este argumento, os autores usaram uma série de estudos anteriores, que explicam os complexos processos de formação do Sistema Solar, e simularam as colisões entre os protoplanetas. Com isso, eles descobriram que a acreção ocorre, em 50% do tempo, por meio de impactos nos quais o objeto colisor retorna para um segundo “round”, ou seja, um novo impacto.

Na primeira colisão, parte dos materiais dos protoplanetas se mescla, enquanto Theia escapa para um segundo impacto (Imagem: Reprodução/Asphaug)
Na primeira colisão, parte dos materiais dos protoplanetas se mescla, enquanto Theia escapa para um segundo impacto (Imagem: Reprodução/Asphaug)

Ainda de acordo com o artigo, Theia veio do Sistema Solar externo e, por isso, ganhou alta velocidade. O corpo teria o dobro da massa de Ganimedes e seria parte de uma população perdida ou desconhecida, apresentando uma composição que parece irrelevante ao estudo. A Terra, por outro lado, estaria girando em altíssima velocidade, com seu equador quase se desprendendo pelas forças centípedas. Mas como? Uma única fusão “perfeita” poderia dar à Terra momento angular para tamanha velocidade, mas esse tipo de impacto não ganhou suporte nos estudos.

Para girar a proto-Terra a essas velocidades, seria necessária uma ou mais fusões antes da colisão definitiva com Theia. Neste ponto, o debate é entre o que os autores chamam de “modelo canônico” (um impacto com Theia seria o suficiente para formar a Lua) e outras propostas que tentam ajustar a matemática do processo. Em todas as tentativas de simular o evento, alguma coisa parece faltar nas fórmulas. Há duas chances: uma colisão “vai-e-volta” ou um impacto “raspagem e fusão”.

No segundo caso, as simulações mostram que a Lua se formaria com os restos de Theia, o que contraria a semelhança entre a composição da Terra e das amostras lunares. No outro caso (impacto duplo), o planeta “projétil” escapa relativamente inteiro, mas parte de sua matéria é arrancada e fica para trás, podendo formar um disco de acreção ao redor do planeta “alvo” ou até mesmo caindo nele, mesclando-se. Nesse caso, pode haver uma mistura significativa de material entre os dois mundos em apenas meia hora de contato violento.

(Imagem: Reprodução/American Museum of Natural History)
(Imagem: Reprodução/American Museum of Natural History)

O resultado do estudo dividido em três partes mostra que o segundo impacto entre a Terra e Theia ocorreu em algum momento entre 100.000 a 1 milhão de anos após a primeira colisão. "O impacto duplo mistura as coisas muito mais do que um único evento, o que poderia explicar a semelhança isotópica entre a Terra e a Lua, e também como a segunda colisão lenta teria acontecido", dissarem os autores.

Por fim, a série de artigos também mostra como impactos gigantes no Sistema Solar interno afetaram a formação do planeta e como as órbitas dos objetos evoluíram ao longo do tempo e influenciaram mundos vizinhos. Por exemplo, a Terra provavelmente agiu como uma espécie de escudo para Vênus, recebendo o impacto dos primeiros eventos. Essas colisões iniciais desaceleraram os objetos “projéteis”, preparando o terreno para fusões com Vênus, que ocorreriam mais tarde.

Os dois estudos foram publicados no The Planetary Science Journal (1, 2).

Fonte: Canaltech

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