Bolha gigante e misteriosa vista no lado oculto da Lua

Pesquisadores descobriram algo gigantesco sob o lado oculto da Lua: uma bolha misteriosa com uma massa similar a uma pilha de metal cinco vezes o tamanho da Big Island do Havaí.

A estrutura, descrita em um recente estudo publicado no periódico Geophysical Research Letters, está localizada a pelo menos 289 quilômetros abaixo da bacia do Polo Sul-Aitken, uma cratera colossal formada na Lua há bilhões de anos, quando sua superfície que era liquefeita já havia resfriado o suficiente, permitindo que colisões deixassem suas últimas marcas.

A equipe descobriu a estranha bolha combinando dados da missão do Laboratório Interior e de Recuperação da Gravidade, ou GRAIL, da NASA, com dados topográficos do Lunar Reconnaissance Orbiter. Esses dados ajudaram os pesquisadores a refinarem cálculos anteriores da espessura da crosta da cratera e da densidade do manto, revelando o estranho excesso de massa presente no núcleo.

Provavelmente, a bolha tem relação com a formação da cratera, e ela pode ser o que sobrou do núcleo metálico de algo que colidiu com a Lua no passado, afirma um dos autores do estudo, Peter James da Baylor University. Ao passo que a massa em excesso não seja claramente identificada a partir da superfície, ela parece exercer um grande efeito, deformando a paisagem lunar e criando uma curiosa depressão ovoide, localizada a mais de 800 metros abaixo do fundo da cratera ao redor, uma característica conhecida como depressão central.

"Esse é um grande resultado", afirma Daniel Moriarty, geólogo lunar do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA. "Realmente nos dá uma pista sobre o que acontece no interior da Lua".

No passado, a cratera Polo Sul-Aitken atraiu bastante interesse tanto pela composição de sua superfície quanto pelo seu tamanho. (Saiba mais sobre estranhas rochas encontradas na bacia do Polo Sul-Aitken que podem ter vindo das profundezas da Lua.)

"É a maior cratera preservada que conhecemos no sistema solar", afirma James. A descoberta da estranha massa é apenas mais um dos diversos mistérios, especialmente porque a cratera e o polo sul lunar localizado próximo dali são considerados possíveis destinos em diversas missões futuras à Lua.

Os cientistas já estão animados para estudar a massa. Estudos adicionais podem ajudar a revelar a história por trás do impacto monumental que criou a cratera e oferecer detalhes importantes de como a Lua e outros corpos celestes se desenvolveram ao longo do tempo.

"Como um modelador de impacto, é muito empolgante", diz Brandon Johnson, cientista planetário da Brown University, que não participou do novo estudo. "Mal posso esperar para começar a trabalhar nisso de alguma forma".

Uma descoberta de proporções gigantescas

As sondas gêmeas, Ebb e Flow, da missão GRAIL, foram lançadas em 2011 e orbitaram a Lua por quase um ano, criando gráficos precisos das variações no campo gravitacional da Lua. Com esses dados, a equipe do GRAIL criou o mapa gravitacional da Lua de maior resolução até o momento.

Os dados deram uma ideia imprecisa do que está acontecendo na superfície e abaixo dela. Quanto maior a existência de massa, como topografia mais alta ou rochas mais densas, maior a gravidade. Esses mapas destacam uma diferença impressionante entre a maior parte das grandes crateras da Lua e a bacia do Polo Sul-Aitken.

Outras grandes crateras possuem o que se conhece por mascons, abreviação de concentrações de massa. Descobertas em 1968 por cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, as mascons são representadas em mapas de gravidade como alvos, um círculo central de forte gravidade cercado por um anel de fraca gravidade e então por outro anel de gravidade mais forte. O fenômeno é uma consequência da forma como a crosta de baixa densidade e o manto de alta densidade se ajustam após um impacto.

Mas a bacia do Polo Sul-Aitken não segue esse padrão. Desta forma, para descobrir o que estava acontecendo sob a superfície, os cientistas recorreram a cálculos, criando um modelo que utiliza novas suposições sobre as forças em jogo que refletem o sistema natural de forma mais precisa. O resultado revelou uma grande zona de material denso na parte superior do manto lunar.

Os restos de um núcleo?

A equipe sugere duas possibilidades para explicar a massa abaixo da superfície. Primeira, é possível que esse material consista em óxidos densos remanescentes, formados nos estágios finais do resfriamento, quando a Lua era coberta por oceanos de magma. Mas os pesquisadores não possuem um mecanismo para explicar com precisão a formação dessa camada especificamente sob a bacia.

"Por que essa seria a sua localização, dentre tantos lugares?", pergunta James.

Em vez disso, a equipe argumenta que a massa poderia ter sido gerada por um impacto ocorrido há muito tempo. A rocha proveniente do espaço que formou a gigante bacia da Lua era provavelmente grande o suficiente para ter se separado em diferentes camadas durante sua formação, possuindo um núcleo metálico denso e camadas externas rochosas, assim como muitos dos planetas de hoje.

No fatídico dia da colisão, a energia do impacto formou uma profunda cratera côncava na Lua, com o núcleo metálico do responsável pelo impacto tendo ficado esmagado no interior da cratera. Mas o buraco original não perdurou, tendo sido parcialmente preenchido com rocha derretida. Dentro dele, permaneceram traços do núcleo derretido do corpo que causou o impacto.

"Eu apostaria nisso", afirma James.

"É realmente convincente que haja algo lá", comenta Johnson, concordando com o fato de a explicação provável envolver restos de um núcleo. "Enquanto lia [o estudo], fiquei pensando sobre todas as diferentes formas de acompanhar o caso e tentar compreender melhor o que está causando essa anomalia que eles encontraram".

Curiosidade cada vez maior

Além de encontrar a bolha misteriosa, o novo estudo refez o contorno da borda interna da bacia, revelando que o tamanho da cratera havia sido subestimado pelos cientistas, uma descoberta potencialmente importante conforme a NASA e outros se preparam para enviar missões à bacia e ao polo sul da Lua, localizado próximo dali. Os últimos pesquisadores a mapearem esses limites utilizaram dados da missão Clementine, que apresentavam uma lacuna próximo à parte sul da bacia. Entretanto, o último trabalho utilizou dados mais completos do LRO e GRAIL, que revelaram que a cratera é quase 64 quilômetros maior do que inicialmente se pensava.

De forma geral, o trabalho aprofunda a curiosidade que já envolve a bacia do Polo Sul-Aitken.

"É tão misterioso", afirma Sara Mazrouei do Centro de Ciências e Exploração Planetária da Western University, que não participou do trabalho. E ao obterem mais informações sobre essa estrutura, os cientistas esperam entender melhor a formação dos corpos em nossa família celestial.

"Todos os planetas do sistema solar nasceram de pequenos elementos que se chocaram uns com os outros e, no fim, formaram grandes corpos", afirma Moriarty.

Na Terra, a movimentação constante das placas tectônicas destrói a antiga superfície e os registros dos impactos ocorridos no passado. Mas a Lua, cuja superfície existe há bilhões de anos, registrou e guarda de forma impressionante os acontecimentos da época em que o sistema solar ainda era um bebê, incluindo os dramáticos eventos que formaram uma das maiores bacias de impacto conhecidas em nossa vizinhança cósmica.

"Há muita coisa que não sabemos a respeito de como exatamente se deu a sua formação", diz Moriarty sobre a bacia do Polo Sul-Aitken. "Essa é uma área gigantesca de pesquisa".