Sonia Tikoo, um professor assistente no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias de Rutgers-New Brunswick, examina amostras de rochas lunares em uma placa de Petri. Crédito:Nick Romanenko / Rutgers University
O mistério por trás dos redemoinhos lunares, uma das mais belas anomalias ópticas do sistema solar, pode finalmente ser resolvido graças a um estudo conjunto da Rutgers University e da University of California Berkeley.
A solução sugere o dinamismo do passado antigo da lua como um lugar com atividade vulcânica e um campo magnético gerado internamente. Também desafia nossa imagem da geologia existente na lua.
Os redemoinhos lunares parecem brilhantes, nuvens serpenteantes pintadas na superfície escura da lua. O mais famoso, chamado Reiner Gamma, tem cerca de 40 milhas de comprimento e é popular entre os astrônomos de quintal. A maioria dos redemoinhos lunares compartilham suas localizações com poderosos, campos magnéticos localizados. Os padrões de claro e escuro podem ocorrer quando esses campos magnéticos desviam as partículas do vento solar e fazem com que algumas partes da superfície lunar sofram um desgaste mais lento.
"Mas a causa desses campos magnéticos, e, portanto, dos próprios redemoinhos, sempre foi um mistério, "disse Sonia Tikoo, coautor do estudo publicado recentemente no Journal of Geophysical Research - Planets e um professor assistente no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Rutgers University-New Brunswick. "Para resolver, tivemos que descobrir que tipo de característica geológica poderia produzir esses campos magnéticos - e por que seu magnetismo é tão poderoso. "
Trabalhando com o que se sabe sobre a intrincada geometria dos redemoinhos lunares, e a intensidade dos campos magnéticos associados a eles, os pesquisadores desenvolveram modelos matemáticos para os "ímãs" geológicos. Eles descobriram que cada redemoinho deve ficar acima de um objeto magnético que é estreito e enterrado perto da superfície da lua.
A imagem é consistente com tubos de lava, grande, estruturas estreitas formadas pelo fluxo de lava durante erupções vulcânicas; ou com diques de lava, folhas verticais de magma injetadas na crosta lunar.
O redemoinho lunar Reiner Gamma do Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA. Crédito:equipe científica da NASA LRO WAC
Mas isso levantou outra questão:como os tubos de lava e diques podem ser tão fortemente magnéticos? A resposta está em uma reação que pode ser exclusiva do ambiente lunar na época dessas erupções antigas, mais de 3 bilhões de anos atrás.
Experimentos anteriores descobriram que muitas rochas lunares se tornam altamente magnéticas quando aquecidas a mais de 600 graus Celsius em um ambiente livre de oxigênio. Isso ocorre porque certos minerais se quebram em altas temperaturas e liberam ferro metálico. Se acontecer de haver um campo magnético forte o suficiente nas proximidades, o ferro recém-formado ficará magnetizado ao longo da direção desse campo.
Isso normalmente não acontece na terra, onde o oxigênio flutuante se liga ao ferro. E isso não aconteceria hoje na lua, onde não há campo magnético global para magnetizar o ferro.
Mas em um estudo publicado no ano passado, Tikoo descobriu que o antigo campo magnético da lua durou 1 bilhão a 2,5 bilhões de anos a mais do que se pensava anteriormente - talvez simultaneamente com a criação de tubos de lava ou diques cujo alto teor de ferro teria se tornado fortemente magnético à medida que esfriavam.
"Ninguém tinha pensado sobre essa reação em termos de explicar essas características magnéticas incomumente fortes na lua. Esta foi a peça final no quebra-cabeça de compreensão do magnetismo que está por trás desses redemoinhos lunares, "Tikoo disse.
O próximo passo seria visitar um redemoinho lunar e estudá-lo diretamente. Tikoo faz parte de um comitê que está propondo uma missão espacial para fazer exatamente isso.