Núcleo interno da Lua é sólido, indica estudo de 2023

Pois é: o veredito saiu. A Lua não é feita de queijo verde, afinal.

O que o estudo de 2023 descobriu sobre o núcleo interno da Lua

Uma análise detalhada divulgada em maio de 2023 concluiu que o núcleo interno da Lua é, na prática, uma esfera sólida com densidade parecida com a do ferro. Os autores esperam que isso ajude a encerrar uma discussão antiga sobre o “coração” lunar ser sólido ou derretido - e que leve a uma compreensão mais fiel da história da Lua e, por extensão, da evolução do Sistema Solar.

"Nossos resultados", escreveu a equipe liderada pelo astrónomo Arthur Briaud, do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) da França, "questionam a evolução do campo magnético da Lua graças à demonstração da existência do núcleo interno e dão suporte a um cenário de reviravolta global do manto, que traz insights substanciais sobre a linha do tempo do bombardeamento lunar no primeiro bilião de anos do Sistema Solar".

Como os cientistas modelaram o interior lunar

Para investigar a composição interna de corpos do Sistema Solar, a forma mais eficaz costuma ser o uso de dados sísmicos. A maneira como ondas acústicas geradas por tremores atravessam o interior de um planeta ou de uma lua - e como se refletem ao encontrar diferentes materiais - permite aos cientistas montar um mapa detalhado do que existe por dentro.

Há, sim, dados sísmicos lunares recolhidos pelas missões Apolo, mas a resolução desses registos é baixa demais para definir com precisão o estado do núcleo interno. Sabe-se que existe um núcleo externo fluido; o que ele envolve, porém, continua a ser motivo de debate. Com os dados da Apolo, tanto um modelo com núcleo interno sólido quanto outro com o núcleo completamente fluido conseguem explicar as observações de maneira semelhante.

Para tentar resolver a questão de uma vez por todas, Briaud e os seus colegas reuniram medições de missões espaciais e de experiências de telemetria a laser da Lua. Com isso, compilaram um perfil de várias características lunares, incluindo o grau de deformação causado pela interação gravitacional com a Terra, a variação da distância entre Lua e Terra e a densidade do satélite.

Em seguida, a equipa fez modelagens com diferentes tipos de núcleo, procurando quais configurações se ajustavam mais de perto aos dados observacionais.

Resultados: manto em reviravolta e um núcleo semelhante ao da Terra

O trabalho trouxe alguns achados interessantes. Primeiro, os modelos que melhor reproduzem o que já se conhece sobre a Lua apontam para uma reviravolta ativa nas profundezas do manto lunar.

Em termos simples, isso significa que o material mais denso no interior tende a afundar em direção ao centro, enquanto o material menos denso sobe. Há muito tempo essa dinâmica é apontada como uma possível explicação para a presença de certos elementos em regiões vulcânicas da Lua - e o novo estudo acrescenta mais um elemento ao conjunto de evidências a favor.

Além disso, os autores concluíram que o núcleo lunar se parece bastante com o da Terra, com uma camada externa fluida e um núcleo interno sólido. De acordo com a modelagem, o núcleo externo teria um raio de cerca de 362 quilômetros, e o núcleo interno, um raio de cerca de 258 quilômetros. Isso representa aproximadamente 15 percent do raio total da Lua.

A equipa estimou ainda que o núcleo interno teria densidade de cerca de 7,822 quilogramas por metro cúbico - valor muito próximo ao da densidade do ferro.

De forma curiosa, em 2011, uma equipa liderada pela cientista planetária Renee Weber, da NASA Marshall, chegou a um resultado semelhante ao aplicar técnicas sismológicas que, à época, eram de ponta aos dados da Apolo para estudar o núcleo lunar. Eles encontraram indícios de um núcleo interno sólido com raio de cerca de 240 quilômetros e densidade de cerca de 8,000 quilogramas por metro cúbico.

Na avaliação de Briaud e dos seus colegas, os novos números confirmam esses achados anteriores e formam um argumento bastante forte a favor de um núcleo lunar com estrutura parecida à da Terra. E isso traz implicações interessantes para a evolução da Lua.

O que isso significa para o campo magnético da Lua

Sabe-se que, pouco depois de se formar, a Lua possuía um campo magnético intenso, que começou a enfraquecer há cerca de 3.2 bilião de anos. Como esse tipo de campo é gerado por movimento e convecção no núcleo, a composição e o estado físico do núcleo lunar são fundamentais para entender como e por que esse campo magnético desapareceu.

Com a expectativa de que a humanidade retorne à Lua num horizonte relativamente curto, talvez não demore para que medições sísmicas futuras verifiquem diretamente essas conclusões.

A pesquisa foi publicada na Nature.

Uma versão deste artigo foi publicada pela primeira vez em maio de 2023.