A lua da Terra é de vital importância para tornar a Terra o planeta que conhecemos hoje: a lua controla a duração do dia e as marés do oceano, que afetam os ciclos biológicos das formas de vida em nosso planeta. A lua também contribui para o clima da Terra, estabilizando o eixo de rotação da Terra, oferecendo um ambiente ideal para a vida se desenvolver e evoluir.
Como a lua é tão importante para a vida na Terra, os cientistas conjecturam que uma lua pode ser uma característica potencialmente benéfica para abrigar vida em outros planetas. A maioria dos planetas tem luas, mas a lua da Terra é distinta por ser grande em comparação com o tamanho da Terra; o raio da lua é maior que um quarto do raio da Terra, uma proporção muito maior do que a maioria das luas para seus planetas.
Miki Nakajima, professora assistente de ciências da terra e ambientais da Universidade de Rochester, considera essa distinção significativa. E em um novo estudo que ela liderou, publicado na Nature Communications, ela e seus colegas do Instituto de Tecnologia de Tóquio e da Universidade do Arizona examinam as formações lunares e concluem que apenas certos tipos de planetas podem formar luas grandes em relação às suas dimensões. planetas hospedeiros.
“Ao entender as formações lunares, temos uma melhor restrição sobre o que procurar ao procurar planetas semelhantes à Terra”, diz Nakajima. “Esperamos que as exoluas [luas orbitando planetas fora do nosso sistema solar] estejam em todos os lugares, mas até agora não confirmamos nenhuma. Nossas restrições serão úteis para observações futuras.”
A origem da lua da Terra
Muitos cientistas acreditam historicamente que a grande lua da Terra foi gerada por uma colisão entre a proto-Terra – a Terra em seus estágios iniciais de desenvolvimento – e um grande impactor do tamanho de Marte, aproximadamente 4,5 bilhões de anos atrás. A colisão resultou na formação de um disco parcialmente vaporizado ao redor da Terra, que eventualmente se formou na lua.
Para descobrir se outros planetas podem formar luas igualmente grandes, Nakajima e seus colegas realizaram simulações de impacto no computador, com vários planetas rochosos hipotéticos semelhantes à Terra e planetas gelados de massas variadas. Eles esperavam identificar se os impactos simulados resultariam em discos parcialmente vaporizados, como o disco que formou a lua da Terra.
Os pesquisadores descobriram que planetas rochosos maiores que seis vezes a massa da Terra (6M) e planetas gelados maiores que uma massa terrestre (1M) produzem discos totalmente – em vez de parcialmente – vaporizados, e esses discos totalmente vaporizados não são capazes de se formar fracionadamente em grandes luas.
“Descobrimos que, se o planeta for muito massivo, esses impactos produzem discos completamente de vapor porque os impactos entre planetas massivos são geralmente mais energéticos do que os entre planetas pequenos”, diz Nakajima.
Após um impacto que resulta em um disco vaporizado, com o tempo, o disco esfria e as luas líquidas – os blocos de construção de uma lua – emergem. Em um disco totalmente vaporizado, as luas crescentes no disco experimentam um forte arrasto de gás do vapor, caindo no planeta muito rapidamente. Em contraste, se o disco for apenas parcialmente vaporizado, as luas não sentem um arrasto de gás tão forte.
“Como resultado, concluímos que um disco completamente de vapor não é capaz de formar luas fracionárias grandes”, diz Nakajima. “As massas planetárias precisam ser menores do que os limites que identificamos para produzir essas luas”.
A busca por planetas parecidos com a Terra
As restrições descritas por Nakajima e seus colegas são importantes para os astrônomos que investigam nosso universo; os pesquisadores detectaram milhares de exoplanetas e possíveis exoluas, mas ainda não detectaram definitivamente uma lua orbitando um planeta fora do nosso sistema solar.
Esta pesquisa pode dar-lhes uma idéia melhor de onde procurar.
Como Nakajima diz, “A busca por exoplanetas tem sido tipicamente focada em planetas maiores que seis massas terrestres. Estamos propondo que, em vez disso, devemos olhar para planetas menores porque eles provavelmente são melhores candidatos para hospedar luas fracionárias grandes.”
Publicado em 03/02/2022 19h45
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