Estudo de 2023 indica que o núcleo interno da Lua é sólido

O veredito saiu: a Lua não é feita de queijo verde, afinal.

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

Uma investigação detalhada divulgada em maio de 2023 concluiu que o núcleo interno da Lua é, na realidade, uma esfera sólida com densidade semelhante à do ferro. Os investigadores esperam que isso ajude a encerrar uma discussão antiga sobre se o “coração” lunar é sólido ou derretido e, a partir daí, permitir uma reconstrução mais precisa da história da Lua - e, por extensão, da história do Sistema Solar.

"Nossos resultados", escreveu uma equipa liderada pelo astrónomo Arthur Briaud, do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) francês, "questionam a evolução do campo magnético da Lua graças à demonstração da existência do núcleo interno e apoiam um cenário de inversão global do manto que traz contribuições substanciais para a cronologia do bombardeamento lunar no primeiro bilhão de anos do Sistema Solar".

Assista ao vídeo abaixo para um resumo do que eles encontraram:

Como se investiga a composição do interior lunar

Para compreender a composição interna de corpos do Sistema Solar, a abordagem mais eficaz é trabalhar com dados sísmicos. A forma como ondas acústicas geradas por sismos se propagam e se refletem nos materiais dentro de um planeta ou de uma lua permite aos cientistas montar um mapa detalhado do interior desse objeto.

No caso da Lua, existem registos sísmicos recolhidos pelas missões Apollo. O problema é que a resolução desses dados não é suficiente para definir com precisão o estado do núcleo interno. Sabe-se que há um núcleo externo fluido, mas o que ele envolve ainda é motivo de debate: tanto modelos com um núcleo interno sólido quanto modelos com um núcleo inteiramente fluido se ajustam de maneira semelhante aos dados da Apollo.

Dados combinados e modelos para fechar a questão

Para resolver a questão de uma vez por todas, Briaud e os colegas reuniram medições de missões espaciais e de experiências de telemetria a laser com a Lua (lunar laser-ranging) para montar um perfil de várias características lunares. Entre elas estavam o grau de deformação provocado pela interação gravitacional com a Terra, a variação da distância entre a Lua e a Terra e a densidade lunar.

Em seguida, eles rodaram simulações com diferentes tipos de núcleo e verificaram quais configurações coincidiam mais de perto com as observações.

O trabalho apontou alguns resultados relevantes. Primeiro, os modelos mais compatíveis com o que já se conhece da Lua descrevem uma inversão (overturn) ativa em grande profundidade no manto lunar.

Na prática, isso significa que materiais mais densos no interior tendem a afundar em direção ao centro, enquanto materiais menos densos sobem. Há muito tempo essa dinâmica é sugerida como explicação para a presença de determinados elementos em regiões vulcânicas da Lua; a análise da equipa adiciona mais um ponto ao conjunto de evidências a favor dessa hipótese.

Os investigadores também concluíram que o núcleo lunar se assemelha bastante ao da Terra: uma camada externa fluida e um núcleo interno sólido. De acordo com as simulações, o núcleo externo tem raio de cerca de 362 quilômetros (225 milhas) e o núcleo interno, de aproximadamente 258 quilômetros (160 milhas) - o que equivale a algo em torno de 15% do raio total da Lua.

A equipa estimou ainda a densidade do núcleo interno em cerca de 7.822 quilogramas por metro cúbico, um valor muito próximo da densidade do ferro.

De forma curiosa, em 2011, um grupo liderado pela cientista planetária Renee Weber, do NASA Marshall, chegou a um resultado parecido ao aplicar técnicas sismológicas que, à época, eram o estado da arte aos dados da Apollo para estudar o núcleo lunar. Eles encontraram indícios de um núcleo interno sólido com raio de cerca de 240 quilômetros e densidade de aproximadamente 8.000 quilogramas por metro cúbico.

Segundo Briaud e a sua equipa, o novo conjunto de resultados confirma essas conclusões anteriores e sustenta de maneira bastante forte a ideia de um núcleo lunar “ao estilo da Terra”. E isso traz implicações interessantes para a evolução da Lua.

O que isso sugere sobre o campo magnético da Lua

Sabe-se que, pouco depois de se formar, a Lua exibiu um campo magnético intenso, que começou a enfraquecer por volta de 3,2 bilhões de anos atrás. Como esse tipo de campo é gerado por movimento e convecção no núcleo, a composição do núcleo lunar é fundamental 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 haja verificação sísmica que confirme essas conclusões.

A pesquisa foi publicada na Nature.

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