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Mistério magnético da Lua começa a ser desvendado

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Um artigo liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos EUA, publicado na sexta-feira (23) na revista Science Advances, tenta resolver um antigo mistério da Lua: por que algumas rochas na superfície lunar são fortemente magnetizadas, se hoje o satélite não tem mais um campo magnético próprio. Para os cientistas, a resposta pode estar em grandes impactos ocorridos há bilhões de anos.

Na Terra, o campo magnético é gerado por um movimento constante de metal líquido no núcleo – um processo chamado geodínamo. Acredita-se que a Lua também teve um dínamo, mas bem mais fraco, já que ela é menor e tem menos calor interno. Esse campo magnético lunar, mesmo fraco, poderia ter sido intensificado temporariamente por um evento violento.

O novo estudo sugere que um impacto muito grande, como o que criou a bacia de Imbrium (uma enorme cratera lunar visível da Terra), pode ter vaporizado parte da superfície da Lua, criando uma nuvem de plasma. Essa nuvem carregada teria interagido com o campo magnético fraco do satélite, gerando um pico temporário de magnetismo que ficou registrado em algumas rochas.

Representação artística elaborada com Inteligência Artificial de um grande impacto na Lua. Crédito: Flavia Correia via DALL-E/Olhar Digital

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Lado oculto da Lua apresenta mais evidências

Em um comunicado, Isaac Narrett, autor principal do estudo, diz que esse tipo de magnetismo gerado por impactos pode explicar a maior parte dos campos fortes que foram medidos por sondas orbitando a Lua. Isso é especialmente notado no lado oculto, onde há mais evidências de colisões antigas com asteroides.

Amostras de rochas lunares trazidas pelos astronautas das missões Apollo também apresentaram níveis inesperados de magnetismo. Antes, pensava-se que isso poderia ter sido causado por campos magnéticos do Sol combinados com impactos, mas simulações mostraram que essa explicação não se sustenta. A nova hipótese une o fraco campo natural da Lua e o efeito do impacto como a origem do magnetismo.

A equipe do MIT acredita que essa ideia pode ser testada em breve. Devem existir rochas com sinais de impacto e alto magnetismo perto do polo sul lunar, uma das áreas que serão exploradas pelas futuras missões do programa Artemis, o que significa que a solução para esse enigma pode estar a poucos anos de ser revelada.

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Cientistas podem ter resolvido o mistério das rochas lunares magnéticas

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Diversos estudos recentes sugerem que um grande impacto de asteroide foi o responsável por intensificar, temporariamente, o fraco campo magnético primitivo da Lua, explicando, assim, a estranha magnetização encontrada em algumas amostras trazidas pelas missões Apollo.

Segundo pesquisa publicada na revista Science Advances por cientistas do MIT, o choque gerado pela colisão poderia ter amplificado o campo até níveis comparáveis aos da Terra atual — um pulso intenso que durou cerca de 40 minutos, mas deixou registros permanentes nas rochas lunares.

A investigação parte do enigma de que certos fragmentos de regolito exibem sinais de terem sido magnetizados por campos de dezenas de microteslas, muito superiores aos estimados para o núcleo lunar em seus primeiros bilhões de anos.

“Embora haja evidências de um campo interno gerado por dínamo, ele seria de 50 vezes menos intensidade do que o terrestre”, explicam os autores Benjamin Weiss e Rona Oran. Para resolver a discrepância, eles combinaram simulações de impacto e de evolução de plasma.

Investigação parte do enigma de que certos fragmentos de regolito exibem sinais de terem sido magnetizados por campos de dezenas de microteslas (Imagem: Dr K Kar/iStock)

Simulações em cima do mistério das rochas lunares magnéticas

  • No modelo proposto, um asteroide do porte daquele responsável pela formação da bacia de Imbrium atinge a superfície lunar, gerando nuvem de plasma que se expande e, depois, circunda o satélite;
  • Parte dessa nuvem segue para o lado oposto da Lua e, ao interagir com o campo magnético já existente, intensifica-o momentaneamente;
  • Simultaneamente, a onda de choque — análoga a um terremoto — faz com que minerais sensíveis registrem a nova orientação de seus spins atômicos, “como se um baralho de cartas fosse lançado ao ar em um campo magnético”, ilustra Weiss.

Essa síntese reúne elementos de hipóteses anteriores. Pesquisas de 2022 propuseram que movimentos gravitacionais no manto, causados pelo afundamento de cristais de titânio, poderiam ter acionado convecção e alimentado um dínamo intermitente.

Já um estudo de 2021 defendia que impactos menores deixaram marcas magnéticas sem envolver dinâmica interna do satélite. A nova abordagem do MIT une ambos os processos e incorpora o papel-chave do choque de impacto, como lembra o ArsTechnica.

Para testar a ideia, as simulações reproduziram tanto o cenário de colisão quanto a evolução do plasma resultante. Partindo de um campo inicial fraco — estimado em um microtesla —, os modelos mostraram que a perturbação teria elevado o magnetismo local para dezenas de microteslas, níveis compatíveis com medições laboratoriais realizadas em rochas lunares de 3,5 bilhões de anos.

O trabalho ganha respaldo em dados de orbitadores recentes e nas amostras trazidas pelas missões chinesas Chang’e 5 e 6, que confirmam a presença de um campo lunar primitivo, ainda que de intensidade modesta.

Contudo, para validar definitivamente a teoria, será necessário analisar fragmentos que combinem indícios de forte magnetismo e sinais de choque. Essa combinação costumava ser descartada pelas equipes das missões Apollo, pois rochas com deformações eram consideradas contaminadas.

Os pesquisadores depositam suas esperanças nas futuras expedições tripuladas do programa Artemis. Com o retorno de amostras ainda inexploradas, será possível buscar “assinaturas” específicas de choques de alta energia associadas a picos magnéticos.

No entanto, o cronograma e o orçamento da NASA enfrentam incertezas, embora as missões Artemis II e III permaneçam oficialmente programadas para a próxima década.

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Diversos estudos recentes sugerem que um grande impacto de asteroide foi o responsável por intensificar temporariamente o fraco campo magnético primitivo da Lua, explicando assim a estranha magnetização encontrada em algumas amostras trazidas pelas missões Apollo.

Segundo a nova pesquisa, o choque gerado pela colisão poderia ter amplificado o campo até níveis comparáveis aos da Terra atual — pulso intenso que durou cerca de 40 minutos, mas deixou registros permanentes nas rochas lunares.

A investigação parte do enigma de que certos fragmentos de regolito exibem sinais de terem sido magnetizados por campos de dezenas de microteslas, muito superiores aos estimados para o núcleo lunar em seus primeiros bilhões de anos.

“Embora haja evidências de um campo interno gerado por dínamo, ele seria de 50 vezes menos intensidade do que o terrestre”, explicam os autores Benjamin Weiss e Rona Oran. Para resolver a discrepância, eles combinaram simulações de impacto e de evolução de plasma.

Rocha lunar troctolite 76535, coletada pela missão Apollo 17 (Imagem: Johnson Space Center/NASA)

Enquanto isso, o mistério dos cristais lunares persistirá como um lembrete de que a história primitiva da Lua ainda reserva surpresas — e que é preciso combinar geofísica, astrofísica e modelagem de alto desempenho para decifrar os registros antigos gravados em sua superfície.

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O dia em Urano é mais longo do que pensávamos 

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Uma equipe internacional de pesquisadores analisou uma década de imagens de Urano do Telescópio Hubble e descobriu que o planeta leva 17 horas, 14 minutos e 52 segundos para fazer uma rotação completa. Essa nova medição é 28 segundos mais longa do que a estimada com dados da sonda Voyager 2, da NASA, que passou pelo astro há cerca de 40 anos.

“As observações contínuas do Hubble foram cruciais. Sem essa riqueza de dados, teria sido impossível detectar o sinal periódico com o nível de precisão que alcançamos”, disse Laurent Lamy, líder do grupo de astrônomos, em uma declaração. 

A primeira estimativa da rotação de Urano aconteceu em 1986, quando a Voyager 2 coletou informações do gigante gasoso. Com esses dados, astrônomos calcularam um tempo de rotação de 17 horas, 14 minutos e 24 segundos.

O método da época utilizou sinais de rádio emitidos pela aurora do planeta e medidas do campo magnético. Por muito tempo, as conclusões tiradas com dados da sonda foram a base para o cálculo das coordenadas e do tempo de rotação de Urano.

A equipe analisou o movimento da aurora de Urano de 2011 a 2022. (L. Lamy et al.)

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Novo método atualizou coordenadas de Urano

A nova pesquisa revelou que a antiga estimativa da NASA tinha falhas que levaram a um erro de 180 graus na longitude de Urano. Isso fazia com que a orientação do eixo magnético do planeta parecesse perdida para os cientistas. Segundo o estudo, o sistema de coordenadas que dependia da rotação desatualizada perdeu sua confiabilidade.

“Nossa medição não só fornece uma referência essencial para a comunidade científica, mas também resolve um problema de longa data: sistemas de coordenadas anteriores baseados em períodos de rotação desatualizados rapidamente se tornaram imprecisos, impossibilitando rastrear os polos magnéticos de Urano ao longo do tempo”, explicou Lamy. 

Para resolver o problema, a equipe de astrônomos do Observatório de Paris e associados internacionais utilizou dados do Hubble coletados entre 2011 e 2022 para desenvolver um novo método.

A animação mostra o campo magnético de Urano. A seta amarela aponta para o Sol, a seta azul-claro marca o eixo magnético de Urano, e a seta azul-escura marca o eixo de rotação de Urano
A animação mostra o campo magnético de Urano. A seta amarela aponta para o Sol, a seta azul-claro marca o eixo magnético, e a seta azul-escura marca o eixo de rotação. (Imagem: NASA/Scientific Visualization Studio/Tom Bridgman)

O grupo rastreou o movimento das auroras de Urano para precisamente definir os polos magnéticos do planeta e estimar melhor o período de rotação. O novo cálculo deu resultados 1000 vezes mais precisos, de acordo com o site oficial da Agência Espacial Europeia (ESA).

Um dos principais desafios do grupo foi que as auroras do gigante gasoso se comportam de maneira única. Isso se dá por causa de seu campo magnético, que é altamente inclinado em relação ao eixo de rotação.

Com a nova técnica, astrônomos poderão calcular a rotação de vários astros de forma mais precisa. “Essa abordagem é um novo método para determinar a taxa de rotação de qualquer objeto que hospede um campo magnético e uma aurora modulada rotacionalmente, em nosso Sistema Solar e além”, escreveram os pesquisadores

Descoberta pode basear missões inéditas para Urano

A atualização da estimativa de rotação de Urano deu à comunidade cientifica um mapeamento muito mais preciso do planeta. Missões futuras podem prover ainda mais dados e, até mesmo, utilizá-los para o planejamento do envio de novas sondas para a órbita do gigante gasoso.

“Com este novo sistema de longitude, agora podemos comparar observações aurorais abrangendo quase 40 anos e até mesmo planejar a próxima missão a Urano”, concluem os pesquisadores.

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Listras no fundo do mar denunciam as inversões magnéticas da Terra

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Em média, a cada 200 mil a 300 mil anos, os polos magnéticos do nosso planeta se invertem: o norte vira sul, e o sul, norte. A última inversão completa aconteceu há cerca de 780 mil anos. Embora esse intervalo pareça indicar que estamos “atrasados”, especialistas afirmam que não há sinal de uma nova inversão iminente.

Mas, como sabemos que essas reversões realmente aconteceram? A resposta está escondida no fundo dos oceanos. Cordilheiras submarinas, chamadas dorsais meso-oceânicas, registram essas mudanças em formações rochosas que lembram “listras de zebra”. Essas faixas magnéticas são a chave para entender a história do campo geomagnético da Terra.

Resumidamente:

  • Inversões: Os polos magnéticos da Terra já se inverteram várias vezes, mas não há sinal de uma nova reversão;
  • Registros: Rochas no fundo do mar guardam faixas magnéticas que mostram essas inversões;
  • Evidência: As “listras de zebra” confirmam a expansão do fundo oceânico e o movimento das placas tectônicas.
Diagrama do fundo do mar se espalhando em uma dorsal meso-oceânica, mostrando a formação de listras magnéticas. Crédito: Chmee2 via Wikimedia Commons (domínio público)

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Essas cordilheiras marinhas são locais onde duas placas tectônicas se afastam. Entre elas, o magma sobe do interior da Terra, esfria e se solidifica, formando nova crosta oceânica. Segundo o site IFLScience, esse processo contínuo é conhecido como expansão do fundo do mar.

No magma, há cristais de magnetita – um mineral sensível ao campo magnético. Quando a lava esfria, os cristais se alinham à direção do campo naquele momento. Se o campo estava na orientação “normal”, eles apontam para o atual norte magnético. Se já havia ocorrido uma reversão, os cristais ficam orientados ao contrário.

Com o passar do tempo, essas camadas vão se acumulando e formando faixas alternadas de orientação magnética oposta. Essas são as “listras de zebra”. Elas não podem ser vistas a olho nu, mas são detectadas por instrumentos que medem o magnetismo das rochas do fundo do mar.

Diagrama mostra os polos magnéticos da Terra. Crédito: BlueRingMedia – Shutterstock

Descoberta de padrões dos polos magnéticos reforçou a teoria tectônica

Nos anos 1960, cientistas começaram a mapear essas listras arrastando sensores magnéticos por navios. Os padrões simétricos encontrados em ambos os lados das dorsais oceânicas confirmaram a formação constante de crosta oceânica – uma evidência fundamental para a teoria das placas tectônicas.

Além de comprovar a movimentação das placas, essas listras ajudam a datar o fundo do mar e calcular a taxa de sua expansão. Comparando os padrões magnéticos com a linha do tempo das inversões registradas em rochas da superfície, os cientistas reconstruíram parte da história geológica do planeta.

Essas faixas magnéticas submarinas são, portanto, registros naturais da dinâmica interna da Terra.

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