A espaçonave Kepler tem sido prolífica em sua busca por planetas fora do nosso sistema solar, conhecidos como exoplanetas, descobrindo milhares desde seu lançamento em 2009. Mas a caça às luas que orbitam esses exoplanetas, ou exomoons, é muito mais desafiador. Embora nenhuma exomoons tenha sido encontrada até o momento, um novo estudo mostra que a busca não é fútil.

Os pesquisadores demonstraram pela primeira vez que é possível que uma colisão planetária forme uma lua grande o suficiente para o Kepler detectar. A física do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, Megan Bruk Syal, e Amy Barr, do Planetary Science Institute, conduziram uma série de cerca de 30 simulações para explorar como vários fatores afetam a criação lunar. No fim, eles foram capazes de se limitar a um conjunto de condições que criariam satélites muito maiores do que a lua da Terra. O estudo - "Formação de exolumas rochosas massivas por impacto gigante" - aparecerá na edição de maio dos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society.

"Não estávamos modelando algo que foi observado, "Disse Syal." Esse problema era mais abstrato, mais teórico. Demorou um pouco, mas uma vez que fomos capazes de gerar essas luas massivas, estávamos muito animados. "

O pensamento principal sobre a criação da lua da Terra é que um planetóide do tamanho de Marte colidiu com uma proto-Terra menor há cerca de 4,5 bilhões de anos, ejetando detritos significativos em órbita que se consolidaram em um disco e, eventualmente, na lua. O resultado foi um satélite com cerca de 1,2% da massa da Terra. Mas, para que um exomoon seja grande o suficiente para o Kepler detectar com as técnicas de trânsito existentes, precisaria ter pelo menos 10 por cento do tamanho da Terra, de acordo com os critérios de detecção do projeto "Hunt for Exomoons with Kepler".

Pesquisas anteriores na lua da Terra consideraram fatores como o ângulo de impacto e as massas relativas dos corpos em colisão. À medida que o ângulo de impacto se torna mais oblíquo, mais material é injetado em órbita. De forma similar, conforme os dois corpos se aproximam do mesmo tamanho, a massa do disco aumenta. Mas este estudo descobriu que um terceiro fator - a velocidade do impacto - também desempenha um papel crucial na determinação do tamanho da lua que um impacto pode criar.

"A pesquisa anterior se concentrou em um conjunto bastante restrito de condições, favorável à formação da lua da Terra, "Syal disse." Este é o primeiro estudo a considerar uma gama muito mais ampla de cenários de impacto, explorando toda a gama do que pode ser possível em outros sistemas planetários. Há muito território desconhecido. "

Uma vez que a velocidade do impacto ultrapassa um certo limite, as simulações mostram uma queda abrupta na quantidade de massa que o disco pode reter. Ajustando essas três variáveis, Syal e Barr demonstraram um conjunto de cenários que resultariam na criação de luas massivas:Uma colisão entre objetos de tamanhos semelhantes que têm 2 a 7 massas terrestres, em um ângulo de impacto oblíquo, e a velocidade próxima à velocidade de escape pode lançar em órbita massa suficiente para criar um satélite grande o suficiente para ser detectado nos dados de trânsito do Kepler. No futuro, quando exomoons são observados com sucesso, os resultados deste estudo podem ser usados ​​para restringir suas histórias de formação individuais.