Cometas colidindo causam formações de redemoinhos lunares

Novas técnicas de simulação computacional sugerem que a colisão de cometas é responsável pela formação de redemoinhos lunares na Lua.

Providence, Rhode Island (Brown University) — Pesquisadores da Brown University produziram novas evidências de que os redemoinhos lunares — regiões finas e brilhantes espalhadas na superfície da Lua — foram criados por várias colisões de cometas nos últimos 100 milhões de anos.

Em artigo publicado na revista Icarus, os pesquisadores usam modelos de computador de última geração para simular a dinâmica dos impactos dos cometas no solo lunar. As simulações sugerem que tais impactos podem ser responsáveis ​​por muitas das características dos misteriosos redemoinhos.

“Achamos que isto constitui um argumento bastante forte de que os redemoinhos representam restos de colisões cometárias”, disse Peter Schultz, geocientista planetário da Universidade Brown. Schultz co-escreveu o artigo com sua ex-aluna de pós-graduação, Megan Bruck Syal, que agora é pesquisadora do Laboratório Nacional Lawrence Livermore.

Os redemoinhos lunares têm sido fonte de debate há anos. As faixas retorcidas e rodopiantes de solo brilhante estendem-se, em alguns casos, por milhares de quilómetros através da superfície lunar. A maioria é encontrada no lado oculto da Lua, mas um famoso redemoinho chamado Reiner Gamma pode ser visto por telescópio no canto sudoeste do lado próximo da Lua. “Era meu objeto favorito quando eu era astrônomo amador”, disse Schultz.

À primeira vista, os redemoinhos não parecem estar relacionados com grandes crateras de impacto ou qualquer outra topografia. “Eles simplesmente parecem que alguém pintou a superfície com os dedos”, disse Schultz. “Tem havido um intenso debate sobre o que causa essas características.”

Na década de 1970, os cientistas descobriram que muitos dos redemoinhos estavam associados a anomalias do campo magnético da crosta lunar. Essa revelação levou a uma hipótese sobre como os redemoinhos podem ter se formado. As rochas abaixo da superfície nesses locais podem conter remanescentes de magnetismo do início da história da Lua, quando o seu campo magnético era muito mais forte do que é agora. Foi proposto que esses campos magnéticos fortes e aprisionados localmente desviassem o ataque do vento solar, que se pensava escurecer lentamente a superfície da Lua. Os redemoinhos permaneceriam mais brilhantes do que o solo circundante por causa desses escudos magnéticos.

Mas Schultz tinha uma ideia diferente sobre como os redemoinhos podem se formar – uma ideia que tem suas raízes na observação dos módulos lunares pousando na Lua durante o programa Apollo.

“Você podia ver que toda a área ao redor dos módulos lunares era lisa e brilhante por causa do gás dos motores que varria a superfície”, disse Schultz. “Isso foi parte do que me fez começar a pensar que os impactos dos cometas poderiam causar os redemoinhos.”

Os cometas carregam sua própria atmosfera gasosa chamada coma. Schultz pensava que quando pequenos cometas colidem com a superfície da Lua – como acontece ocasionalmente – a coma pode remover o solo solto da superfície, não muito diferente do gás dos módulos lunares. Essa limpeza pode produzir redemoinhos brilhantes.

Schultz publicou pela primeira vez um artigo delineando a ideia na revista Nature em 1980. Esse artigo centrou-se em como a erosão da delicada camada superior dos solos lunares poderia produzir um brilho consistente com os redemoinhos. A estrutura dos grãos na camada superior (denominada “estrutura do castelo de fadas” devido à forma como os grãos se unem) dispersa os raios solares, causando uma aparência mais opaca e escura. Quando esta estrutura é removida, a superfície suavizada restante seria mais brilhante do que as áreas não afetadas, especialmente quando os raios solares a atingem em determinados ângulos. Para Reiner Gamma no lado lunar próximo, essas áreas parecem mais brilhantes durante a Lua crescente, pouco antes do nascer do sol.

À medida que as simulações computacionais da dinâmica de impacto foram melhorando, Schultz e Bruck-Syal decidiram que talvez fosse hora de analisar novamente se os impactos dos cometas poderiam produzir esse tipo de destruição. As suas novas simulações mostraram que o impacto de uma cabeleira cometária mais o seu núcleo gelado teria de facto o efeito de soprar para longe os mais pequenos grãos que se encontram no solo lunar. As simulações mostraram que a área vasculhada se estenderia por talvez milhares de quilómetros a partir do ponto de impacto, consistente com as faixas rodopiantes que se estendem pela superfície da Lua. Redemoinhos e vórtices criados pelo impacto gasoso explicariam a aparência sinuosa e sinuosa dos redemoinhos.

A hipótese do impacto do cometa também poderia explicar a presença de anomalias magnéticas perto dos redemoinhos. As simulações mostraram que o impacto de um cometa derreteria algumas das minúsculas partículas próximas à superfície. Quando pequenas partículas ricas em ferro são derretidas e depois resfriadas, elas registram a presença de qualquer campo magnético que possa estar presente no momento. “Os cometas carregam consigo um campo magnético criado pelo fluxo de partículas carregadas que interagem com o vento solar”, disse Schultz. “À medida que o gás colide com a superfície lunar, o campo magnético do cometa torna-se amplificado e registado nas pequenas partículas quando estas arrefecem.”

Tomados em conjunto, os resultados oferecem uma imagem mais completa de como os redemoinhos se formam, dizem os pesquisadores.

“Esta é a primeira vez que alguém analisa isso usando técnicas computacionais modernas”, disse Schultz. “Tudo o que vemos nas simulações de impactos de cometas é consistente com os redemoinhos tal como os vemos na Lua. Achamos que este processo fornece uma explicação consistente, mas pode precisar de novas missões na Lua para finalmente resolver o debate.”

Referência: “Efeitos de impacto cometário na Lua: Implicações para a formação de redemoinhos lunares” por Megan Bruck Syala e Peter H. Schultz, 1 de setembro de 2015, Icaro.
DOI: 10.1016/j.icarus.2015.05.005