Um impacto de asteroide há 4 bilhões de anos pode ter reorientado o eixo de Ganimedes

Ganimedes é uma lua que exibe as próprias cicatrizes com a resignação de um veterano. A crosta sulcada parece contar histórias de épocas mais duras, e a sua inclinação lembra um mancar - como se fosse uma sequela da qual preferia não voltar a falar.

Ao comparar essas marcas com impactos conhecidos noutros mundos, o planetólogo Naoyuki Hirata, da Universidade de Kobe, vem reconstruindo as consequências de uma das maiores colisões que já deixaram rasto no Sistema Solar exterior.

Ganimedes, a maior lua do Sistema Solar, e as pistas na crosta

Com mais de 5.000 quilômetros (mais de 3.000 milhas) de diâmetro, Ganimedes disputa em tamanho com Mercúrio e leva o título de maior satélite natural do Sistema Solar. Esse gigante é um ponto conhecido no céu desde que o astrónomo Galileo Galilei o avistou pelo telescópio, numa noite marcante de 1610.

Ainda assim, apesar da familiaridade e da escala, Ganimedes manteve os seus segredos bem guardados à distância. Só quando as missões Voyager aproximaram o olhar humano do sistema de luas jovianas é que os astrónomos puderam examinar com detalhe crateras e cânions em busca de pistas sobre um passado turbulento.

Entre os sinais mais chamativos estavam várias faixas longas de sulcos e cristas espalhadas por uma porção considerável da superfície da lua.

Como essas linhas são antigas - soterradas por camadas mais recentes de rocha - e formam padrões concêntricos, rapidamente passou-se a associá-las a uma colisão ocorrida quando o Sistema Solar ainda “aprendia” a estabilizar-se.

Para Hirata, aqueles sulcos funcionaram como um chamado.

"As luas de Júpiter Io, Europa, Ganimedes e Calisto têm características individuais interessantes, mas o que me chamou a atenção foram esses sulcos em Ganimedes", diz Hirata.

"Sabemos que essa estrutura foi criada por um impacto de asteroide há cerca de 4 bilhões de anos, mas não tínhamos certeza de quão grande foi esse impacto e que efeito ele teve na lua."

Simulações: o tamanho e a velocidade do asteroide

Há alguns anos, Hirata e os seus colegas executaram uma série de simulações para estimar o tamanho e a velocidade do meteoro responsável pela colisão. O resultado apontou para um asteroide com cerca de 150 quilômetros de largura, que teria atingido a superfície gelada a aproximadamente 20 quilômetros por segundo, fazendo o material ondular e “espirrar”.

Para ter uma referência: o pedaço de rocha espacial associado ao impacto que exterminou os dinossauros e deixou a Terra “machucada”, há 66 milhões de anos, tinha algo em torno de 10 a 15 quilômetros. Isso ajuda a dimensionar que o evento em Ganimedes não foi, nem de longe, um impacto pequeno.

Um impacto capaz de mexer no eixo e no travamento por maré

Um estudo posterior, que recorreu a dois modelos planetários diferentes, propõe agora que a redistribuição de todo esse material depois do choque teria sido suficiente para reorientar o eixo da lua.

Num cenário tão caótico quanto o da formação de planetas e luas, quase nada no Sistema Solar escapou de ser posto a girar, oscilar ou inclinar-se por demonstrações titânicas de física.

Urano pode ter sido “tombado” por uma lua fora de controlo. A nossa própria Lua provavelmente nasceu de uma colisão que reiniciou a formação da Terra. Já a assimetria de Plutão é atribuída a uma retroalimentação entre o acúmulo de gelo e as forças de maré exercidas pelo seu satélite.

Tal como Plutão e a sua lua Caronte, Ganimedes encontra-se em travamento por maré com o seu corpo hospedeiro: a gravidade obriga-o a apresentar sempre a mesma face às nuvens de Júpiter, porque a intensa atração entre as massas de ambos freia a rotação do satélite.

E, talvez por coincidência excessiva, os sulcos de Ganimedes convergem aproximadamente para uma região que se alinha de modo muito limpo com o ponto da face da lua exatamente oposto a Júpiter - como se fosse um “olho” condenado a olhar para o espaço, afastado do planeta.

Os modelos de Hirata sugerem com força que, apenas mil anos após o enorme asteroide atingir a superfície, pequenas mudanças de massa - à medida que rocha e gelo ejetados voltavam a cair - fizeram o corpo girar e ficar travado numa nova orientação.

O que ainda é incerto sobre massa, gravidade e oceanos internos

Ainda restam dúvidas sobre como outros fatores, ao longo do tempo, podem ter alterado essa distribuição de massa e, com isso, os seus efeitos gravitacionais. Como grande parte de Ganimedes ainda não foi registada em alta resolução, também devem surgir novas discussões sobre o quanto os oceanos líquidos sob a superfície influenciam a crosta espessa acima.

Mesmo assim, esse choque antigo pode ajudar a refinar modelos sobre a formação dos satélites jovianos e a interpretar melhor sulcos e cicatrizes como indicadores da distribuição de materiais e energia ao longo da história do Sistema Solar.

"O impacto gigante deve ter tido um impacto significativo na evolução inicial de Ganimedes, mas os efeitos térmicos e estruturais do impacto no interior de Ganimedes ainda não foram investigados de forma alguma", diz Hirata.

"Acredito que a próxima etapa possa ser mais pesquisa aplicando a evolução interna de luas de gelo."

Esta pesquisa foi publicada em Relatórios Científicos.