Formação da Lua

Um ensaio sobre as diversas hipóteses de formação de nosso satélite.

Uma compilação e ilustração das diversas teorias a respeito da formação da Lua, o histórico do problema e informações diversas sobre a questão.

Teorias de Formação da Lua

Devido as proporções (1/80 da massa) e comportamento no tempo (a variação da distância Terra-Lua), uma questão importante na Astrofísica tem sido o processo de formação da Lua e sua atual órbita em relação à Terra.

Cinco principais teorias

Dentre diversas teorias formuladas para a formação da Lua, pode-se concentrá-las em cinco teorizações principais, acrescida de uma sem grande volume de citações e análises:

1.Teoria da Fissão

A Lua foi uma parte da Terra e de algum modo separou-se da Terra nos primórdios da história do sistema solar. O atual leito do Oceano Pacífico é o mais popular local para a parte da Terra da qual desprendeu-se a Lua.[1]

Teoria da Fissão

(montagem sobre www.phy229.group.shef.ac.uk e the-moon.wikispaces.com).

Um dos primeiros pesquisadores sobre esta hipótese foi George Howard Darwin[2], filho de Charles Darwin, que ao seu tempo, já se conhecendo a taxa de afastamento da Lua da Terra (2 a 3 centímetros por ano), lançou (em 1880[3]) a hipótese de que, consequentemente, ao se recuar no tempo, mais e mais próximo a Lua orbitaria da Terra, até um ponto em que formariam uma única massa. Enfrentou o problema de que ao chegar-se a determinada distância, a velocidade de translação seria tão alta que se chegaria a um ponto crítico e que uma maior aproximação seria impossível, pela desintegração da Lua pelos fatores relacionados ao limite de Roche.[4]

George Darwin (1845 – 1912) .

2.Teoria da Captura

A Lua teria se formado separadamente da Terra e posteriormente foi capturada pelo campo gravitacional da Terra.[5]

Etapas principais do hipotético processo de captura da Lua pela Terra:

1) A Lua é um planeta em órbita próxima da Terra.

2) A órbita da Lua é fortemente deformada pelo campo gravitacional da Terra.

3) A Lua passa a orbitar a Terra.

É de se observar na ilustração acima que a etapa necessária de uma órbita bastante excêntrica da Lua não foi representada.

3.Teoria da Condensação

Também chamada de teoria da Condensação Conjunta, Co-formação,Co-acreção, Formação Conjunta ou ainda Diferenciação[3]. Nesta hipótese, a Lua e a Terra condensaram-se (agregaram-se) juntas da nuvem original que formaram o Sistema Solar. É apresentada em oposição a esta hipótese a questão do momento angular conjunto Terra-Lua.[6]

Etapas principais do hipotético processo de co-formação da Lua e da Terra:

1) Uma nuvem de gases e poeira orbita o sistema solar na órbita

do que mais tarde seria o sistema Terra-Lua.*

2) A nuvem inicia uma agregação em um ponto central, mais massivo,

que será a Terra e num anel que formará a Lua.

3) A agregação continua e o anel que formará a Lua começa a se agregar em

um ponto que será a Lua.

4) A agregação encerra-se com a formação da Terra e da Lua.

*Nuvem esta já resultante de acresção dentro da nuvem ainda maior que formou o sistema solar.

4.Teoria da Colisão dos Planetesimais

A interação de planetesimais orbitantes do Sol e orbitantes da Terra (pedaços muito grandes de rochas tais como os asteróides) nos primórdios da história do Sistema Solar conduziu a sua fragmentação. A Lua condensou-se destes restos.[7]

5.Teoria da Origem Comum por Fragmentação

Um modelo de algum interesse, mas desprovido de teorização sólida, afirma que a Terra, a Lua e Marte possuem uma origem comum. Um planeta anterior, de massa que seria a soma destes três corpos, ao contrair-se, aumentando sua velocidade rotacional, teria se dividido em dois fragmentos desiguais que se distanciaram, mantendo-se unidos por uma sequência de pequenos fragmentos. Este conjunto de fragmentos agregou-se na Lua, o fragmento maior, a Terra, e o menor, a Marte. A Lua teria sido mantida na órbita da Terra.[3]

6.Teoria da Ejeção do Anel ou Colisão (“Big Splash”)

Esta teoria também é chamada de teoria da grande colisão ou até popularmente, como teoria Big Splash. Um planetesimal do tamanho de Marte (chamado de Theia) colidiu com a Terra, ejetando grande volume de matéria.[6][8][9][10][11][12][14][15] Um disco de material orbitante foi formado, este material eventualmente condensou-se para formar a Lua em órbita ao redor da Terra. Esta hipótese apresenta sustentação pelas modelagens computacionais para o comportamento de momento, de rotação e translação, do sistema Terra-Lua.[13]

Um vídeo de simulação da teoria Big Splash.

Astrophysics Formation of the Moon Theory

Um vídeo com trecho de documentário sobre a origem da Lua pela hipótese Big Splash:

The Universe – The Moon

Outro, com animação com o comportamento kepleriano do conjunto Terra-Lua após a colisão.

The Origin Of The Moon

Conclusões pelos dados atuais

Uma detalhada comparação das propriedades de amostras de rochas da Terra e da Lua tem colocado restrições fortes na validade destas hipóteses. Por exemplo, se a lua veio do material que compôs uma vez uma proto-Terra, consequentemente as rochas lunares e terrestres devem ser muito mais similares na composição do que se a Lua foi formada em algum lugar distante e somente mais tarde capturada pela terra.[7]

Análises indicam que as abundâncias de elementos no material lunar e terrestre são suficientemente diferentes para fazer improvável que a Lua tenha se originado diretamente da terra. Geralmente, o trabalho durante os últimos 10 anos conduziu essencialmente para a eliminação das primeiras duas hipóteses e fez a terceira um tanto improvável. No presente a sexta hipótese, de que a Lua foi formada de um anel de matéria ejetada pela colisão de um objeto de grande porte com a Terra, é a hipótese mais promissora; entretanto, a questão não é completamente entendida e muitos detalhes permanecem não esclarecidos.[7]

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Referências

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