Como a Terra obteve sua lua é uma questão muito debatida. A teoria do impacto gigante - que afirma que a lua se formou a partir de uma colisão entre a Terra primitiva e um corpo rochoso chamado Theia - tornou-se a pioneira entre as explicações. Mas os detalhes sobre como isso aconteceu são borrados e há muitas observações que os cientistas ainda estão lutando para explicar.

Agora um novo estudo, publicado na Nature Geoscience, lançou luz sobre o que realmente aconteceu, resolvendo um dos maiores mistérios em torno da queda:por que a lua acabou sendo quase idêntica à Terra, ao invés de Theia, presumindo que ela existisse.

De acordo com a teoria do impacto gigante, Theia era um corpo aproximadamente do tamanho de Marte ou menor - metade do diâmetro da Terra. Ele atingiu a Terra em desenvolvimento há 4,5 bilhões de anos. Esta colisão produziu calor suficiente para criar oceanos de magma e ejetou muitos detritos em órbita ao redor da Terra, que posteriormente se fundiu na lua.

A teoria explica a maneira e a velocidade com que a Terra e a lua giram em torno uma da outra. Eles estão bloqueados por maré, o que significa que a lua sempre mostra o mesmo lado em direção à Terra enquanto gira em torno dela. É por isso que foi uma conquista tão grande quando os chineses pousaram sua espaçonave Chang'e 4 no outro lado da lua em 2019 - comunicações diretas com esse lado nunca são possíveis da Terra.

A lua e a Terra são quase idênticas em composição. As diferenças são que a lua tem menos ferro e menos dos elementos mais leves, como o hidrogênio, que são necessários para produzir água. A teoria do impacto gigante explica por quê. O pesado elemento ferro teria sido retido na Terra. E o calor produzido durante o impacto e a ejeção para o espaço teria fervido os elementos mais leves, enquanto o resto do material da Terra e Theia teria se misturado.

Modelos de computador reproduziram os eventos que levaram à formação da lua. Os modelos que melhor se ajustam a todas as observações sugerem que a lua deve ser composta por aproximadamente 80% do material originário de Theia. Então, por que a lua é suspeitamente semelhante à Terra?

Uma explicação é que Theia e a Terra primitiva deveriam ter uma composição idêntica para começar. Isso parece improvável porque cada corpo planetário documentado em nosso sistema solar tem sua própria composição única, com pequenas diferenças refletindo a distância do sol onde um corpo se formou.

Outra explicação é que a mistura dos dois corpos foi muito mais completa do que o previsto, deixando uma assinatura menos clara de Theia na lua. Mas isso também é improvável, pois exigiria um impacto muito maior do que o que realmente ocorreu.

Cavando fundo

O novo estudo resolve esse dilema, mostrando que a Terra e a lua não são tão semelhantes quanto se pensava anteriormente. Os pesquisadores observaram com altíssima precisão a distribuição dos isótopos do elemento oxigênio nas rochas devolvidas da lua pelos astronautas da Apollo. Na quimica, o núcleo atômico de qualquer elemento é feito de partículas conhecidas como prótons e nêutrons; os isótopos de um elemento têm o mesmo número de prótons no núcleo que a versão regular, mas diferentes números de nêutrons. Nesse caso, isótopo de oxigênio, O-18, que tem oito prótons e dez nêutrons, é um pouco mais pesado do que o muito mais comum do que o O-16, com seus oito prótons e oito nêutrons.

O estudo mostra que há uma pequena diferença entre a Terra e a lua em sua composição de isótopos de oxigênio - seus perfis não são idênticos, afinal. O que é mais, a diferença aumenta quando você olha para as rochas do manto da lua, que é uma camada abaixo da superfície ou crosta - tendo mais isótopos de oxigênio mais leves do que a Terra. Isso é importante. A crosta é onde os detritos mistos teriam acabado, enquanto o interior profundo teria mais pedaços de Theia.

Então Theia e a Terra não eram idênticos, e a lua e a Terra também não são idênticas. Mas os resultados também nos ensinam um pouco mais sobre a própria Theia.

Por causa da gravidade, pode-se esperar um pouco mais dos isótopos mais pesados ​​próximos ao sol. Comparado com a Terra, Theia deve ter tido mais isótopos de oxigênio mais leves, o que sugere que ele teria se formado mais longe do Sol do que da Terra.

Com os resultados deste estudo, a teoria do impacto gigante cruzou outro obstáculo para explicar a formação da nossa lua, e aprendemos um pouco mais sobre a própria Theia no caminho.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.