Terra e Lua: a captura gravitacional no Sistema Solar

Terra e Lua: uma parceria rara no Sistema Solar

Não existe nada exatamente igual à Terra e à sua Lua em todo o Sistema Solar. Outros planetas ou não têm satélites naturais, ou exibem vários - mas a proporção de massa entre o nosso planeta e esse satélite relativamente grande é algo bem fora do comum.

Justamente por isso, entender de onde veio a nossa Lua também é uma questão central de evolução planetária: ao explicar a sua origem, dá para mapear os diferentes caminhos que levam a combinações planeta-satélite. Hoje, a ideia mais aceita é que a Lua seja, em essência, “filha” da Terra - ou, no mínimo, uma “irmã”, formada a partir do mesmo material e na mesma região do Sistema Solar.

Um estudo novo está colocando pressão sobre essa visão tradicional, ao sugerir que a Lua pode ter sido “adotada”: teria nascido em outra parte do Sistema Solar e, mais tarde, sido capturada pela força da gravidade terrestre.

Por que a origem compartilhada virou a explicação principal

Há um conjunto amplo de indícios de que Terra e Lua são feitas, em termos gerais, do mesmo material. A composição mineral dos dois corpos é tão parecida quanto se esperaria caso ambos tivessem se originado das mesmas “matérias-primas”.

A explicação dominante para essa semelhança é a Hipótese do Grande Impacto: um objeto de grandes dimensões teria colidido com a Terra e, depois, os detritos resultantes teriam se agregado novamente, dando origem ao planeta e à Lua.

Ainda assim, existem outras formas de os dois corpos terminarem com composições compatíveis. A Lua poderia ter se formado dentro de uma nuvem gerada pela vaporização de um planeta - uma estrutura conhecida como sinéstia - ou, alternativamente, poderia ter surgido ao mesmo tempo que a Terra, a partir da mesma nuvem de poeira que orbitava o Sol.

Captura binária: um caminho alternativo proposto

Mas há mais de um jeito de “ganhar” uma Lua, como o próprio Sistema Solar mostra. Se dois objetos passam um pelo outro com a velocidade e o ângulo certos, eles podem ficar gravitacionalmente ligados e, assim, acabar em uma órbita estável de longo prazo.

No caso específico que poderia se aplicar à Terra e à Lua, o cenário recebe o nome de captura binária. Nele, dois corpos que já estão presos um ao outro pela gravidade se aproximam de um terceiro corpo. Esse terceiro objeto “arrebata” um membro do par binário, separando a dupla e ficando com um dos companheiros para si.

Sabemos que objetos binários são comuns no Sistema Solar; por exemplo, continuam sendo encontrados asteroides binários e até ternários. Há, inclusive, evidências de que essa interação gravitacional de três corpos já tenha produzido uma captura binária: o caso de Tritão, lua de Netuno. Tritão orbita Netuno no sentido oposto ao das outras luas do planeta e com uma inclinação diferente, o que sugere que ele foi arrancado do Cinturão de Kuiper e levado para uma órbita incomum ao redor de Netuno.

É nesse contexto que entram os astrónomos Darren Williams e Michael Zugger, da Universidade Estadual da Pensilvânia. Eles fizeram cálculos e concluíram que a captura gravitacional de luas é viável para planetas terrestres como a Terra - e, portanto, pode ser um caminho possível para explicar o sistema Terra–Lua observado hoje.

Os autores notam que a órbita da Lua em torno da Terra não é tão perfeitamente alinhada ao equador quanto seria de se esperar se ela tivesse surgido apenas de uma nuvem de detritos. A partir disso, eles recorreram a uma série de modelos matemáticos para testar se um objeto do tamanho da Lua poderia ser capturado por um planeta do tamanho da Terra.

Pelos resultados, a Terra até conseguiria capturar algo maior - um corpo do tamanho de Mercúrio ou mesmo de Marte -, mas a órbita não permaneceria estável. Já um objeto com tamanho equivalente ao da Lua poderia ter sido colocado numa órbita elíptica que, ao longo do tempo, se tornaria mais circular e acabaria começando a se afastar na mesma taxa com que a Lua se afasta atualmente: cerca de 3.8 centímetros (1.5 inches) por ano.

Ou seja: é possível. Porém, isso seria provável? Os próprios dados ainda deixam pontos em aberto, porque há características - como as semelhanças minerais e isotópicas - que combinam melhor com uma ligação mais íntima entre os dois corpos do que o cenário de captura permitiria.

Mesmo assim, a proposta abre um caminho de investigação que pode ajudar a compreender não apenas o nosso planeta, mas também como sistemas desse tipo podem surgir em órbita de outras estrelas. Como se acredita que a Lua teve um papel importante na evolução da vida na Terra, esse tipo de estudo também pode contribuir para localizar mundos habitáveis em outras partes da Via Láctea.

"Ninguém sabe como a Lua foi formada", diz Williams. "Nas últimas quatro décadas, tínhamos uma possibilidade para explicar como ela chegou lá. Agora, temos duas. Isso abre um tesouro de novas perguntas e oportunidades para estudos futuros."

A pesquisa foi publicada no Jornal de Ciência Planetária.