Sombras distorcidas da superfície da Lua

Numa imagem obtida em 14 de outubro de 2023, são vistas sombras distorcidas da superfície da Lua criadas por um eclipse anular do Sol.

© Ryan Imperio (sombras distorcidas da superfície da Lua durante um eclipse anular do Sol)

Esta é uma sequência de imagens captadas continuamente mostrando a progressão das contas de Baily no terceiro contato, ou seja, durante o fim da anularidade, o momento em que a borda oeste da Lua revela o disco do Sol durante o eclipse anular. 

As contas de Baily são formadas quando a luz do Sol brilha através dos vales e crateras da superfície da Lua, quebrando o conhecido padrão de anéis do eclipse, e só são visíveis quando a Lua entra ou sai de um eclipse. Elas são um desafio para captar devido à sua brevidade e ao tempo preciso necessário. 

A imagem foi tirada pelo astrofotógrafo Ryan Imperio, que foi o vencedor geral do concurso Astronomy Photographer of the Year concedido pelo Royal Museums Greewich. 

Fonte: Royal Observatory

Primeiro eclipse total da Lua deste ano

Na noite de hoje para a madrugada segunda-feira todo o Brasil poderá observar o primeiro eclipse total da Lua de 2022.

© NASA (eclipse total da Lua)

O fenômeno será visível em toda a América do Sul e América Central, parte da América do Norte, parte da Europa e parte da África. 

O eclipse total da Lua ocorre quando a Lua entra na umbra, ou seja, na sombra da Terra em um alinhamento entre Sol, Terra e Lua. Este é um belo fenômeno para ser observado. 

No eclipse lunar total o satélite natural da Terra fica com a coloração avermelhada, por isso é a chamada “Lua de Sangue”. Durante um eclipse lunar, a Lua fica vermelha porque a única luz solar que atinge a Lua passa pela atmosfera da Terra. Este fenômeno é denominado “dispersão de Rayleigh”. Quanto mais poeira ou nuvens na atmosfera da Terra durante o eclipse, mais vermelha a Lua aparecerá. 

A superfície da Lua ficará completamente coberta por 1 hora, 24 minutos e 22 segundos. A duração da totalidade será de 85 minutos. 

No Brasil, o eclipse lunar total com a fase penumbral terá início às 22h32, a fase parcial começa às 23h27 de 15 de maio, o eclipse completo começa às 0h29, o máximo do eclipse lunar total, quando a Lua estará totalmente no cone de sombra da Terra, e ficará com tom avermelhado, ocorre às 1h11, o eclipse completo encerra às 1h53, a fase parcial termina às 2h55 e o final do evento com a fase penumbral será às 3h50 do dia 16 de maio. 

© Frederick Ringwald (eclipse lunar total de 15 de abril de 2014)

Ainda em 2022, ocorrerá um segundo eclipse lunar total, no dia 8 de novembro. O próximo eclipse total da Lua que poderá ser visto nestas circunstâncias aqui no Brasil será somente de 25 para 26 de junho de 2029. 

Embora o Brasil esteja numa posição global privilegiada para apreciar este eclipse lunar, infelizmente a visibilidade do fenômeno será prejudicada em muitas regiões do país, por causa do excesso de nebulosidade, onde as condições meteorológicas estarão propensas a muitas nuvens e chuva. 

O fenômeno também pode ser assistido pela internet a partir das 23h. Algumas plataformas vão transmitir o evento ao vivo, tais como: Observatório Nacional,  The Virtual Telescope Project e NASA. 

 Fonte: NASA e Cosmo Novas

Um eclipse lunar com bandas azuis

O que faz com que uma faixa azul cruze a Lua durante um eclipse lunar? A faixa azul é real, mas geralmente muito difícil de ver.

© Angel Yu (eclipse lunar)

A imagem HDR apresentada do eclipse lunar da semana passada, tirada de Yancheng, China, foi processada digitalmente para igualar o brilho da Lua e evidenciar as cores. A cor cinza do canto inferior direito é a cor natural da Lua, iluminada diretamente pela luz solar. A parte superior esquerda da Lua não é iluminada diretamente pelo Sol, pois está sendo eclipsada, ela fica na sombra da Terra.

Ela é fracamente iluminada, porém, pela luz do Sol que passou pelas profundezas da atmosfera terrestre. Esta parte da Lua é vermelha como o pôr do Sol da Terra são vermelhos: porque a atmosfera espalha mais luz azul do que vermelha. A incomum faixa azul é diferente, sua cor é criada pela luz do Sol que passou alto na atmosfera da Terra, onde a luz vermelha é melhor absorvida pelo ozônio do que a luz azul. 

Um eclipse total do Sol ocorrerá dia 4 de dezembro de 2021 (próximo sábado), mas, infelizmente, a totalidade será visível apenas perto do Polo Sul da Terra. Parte do eclipse surgirá a partir de 2h29min (BRT), enquanto o total se formará às 4h33min. O fenômeno será visto pela última vez às 6h37min. A totalidade do eclipse irá durar apenas 1 minuto e 54 segundos. 

Ele não poderá ser observado, no entanto, na maior parte do planeta. O principal ponto de aparição do eclipse será na Antártica. A região do mar de Weddell, parte do Oceano Antártico, terá a visualização mais privilegiada do raro fenômeno. Não será possível ver o fenômeno no Brasil. O último eclipse solar total visto pelos brasileiros aconteceu há 27 anos; o próximo, apenas em 2046. 

Um eclipse solar sempre acontece em média duas semanas antes ou depois de um eclipse lunar. Geralmente, são dois eclipses juntos, mas já foram registrados três em uma mesma temporada. O eclipse lunar parcial mais longo do século ocorreu no último dia 19 e foi visto em grande parte do planeta. Segundo a Nasa, quase 97,4% da Lua foi escondida durante o fenômeno, por isso não foi chamado de eclipse lunar total. Ele teve mais de três horas de duração; outro do mesmo tipo não será visto por outros 648 anos. A longa duração estava relacionada à órbita da Lua, que estava perto do seu ponto mais distante da Terra, o apogeu.

Fonte: NASA

Descoberta de água na superfície da Lua iluminada pelo Sol

O Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha (SOFIA) da NASA confirmou, pela primeira vez, a presença de água na superfície lunar iluminada pelo Sol.

© NASA (superfície da Lua)

Esta descoberta indica que a água pode ser distribuída pela superfície lunar, e não limitada a lugares frios e sombreados. O SOFIA detectou moléculas de água na Cratera Clavius, uma das maiores crateras visíveis da Terra, localizada no hemisfério sul da Lua. As observações anteriores da superfície da Lua detectaram alguma forma de hidrogênio, mas não foram capazes de distinguir entre a água e seu parente químico próximo, hidroxila (OH). 

Dados desse local revelam água em concentrações de 100 a 412 partes por milhão, aproximadamente o equivalente a uma garrafa de 360 ml de água, presa em um metro cúbico de solo espalhado pela superfície lunar. 

Esta descoberta desafia nossa compreensão da superfície lunar e levanta questões intrigantes sobre recursos relevantes para a exploração do espaço profundo. Como comparação, o deserto do Saara tem 100 vezes a quantidade de água que o SOFIA detectou no solo lunar. Apesar das pequenas quantidades, a descoberta levanta novas questões sobre como a água é criada e como ela persiste na superfície lunar áspera e sem ar. A água é um recurso precioso no espaço profundo e um ingrediente fundamental da vida como a conhecemos. 

Se a água encontrada pelo SOFIA é facilmente acessível para uso como um recurso ainda está para ser determinado. Sob o programa Artemis da NASA, a agência está ansiosa para aprender tudo o que puder sobre a presença de água na Lua antes de enviar a primeira mulher e o próximo homem para a superfície lunar em 2024 e estabelecer uma presença humana sustentável lá até o final do década. 

Os resultados do SOFIA são baseados em anos de pesquisas anteriores examinando a presença de água na Lua. Quando os astronautas da Apollo retornaram da Lua em 1969, pensava-se que ela estava completamente seca. As missões orbitais e de impacto nos últimos 20 anos, como o satélite de observação e detecção da cratera lunar da NASA, confirmaram o gelo em crateras permanentemente sombreadas ao redor dos pólos lunares.

Enquanto isso, várias naves espaciais, incluindo a missão Cassini e a missão do cometa Deep Impact, bem como a missão Chandrayaan-1 da Organização de Pesquisa Espacial da Índia, e o Infrared Telescope Facility da NASA, observaram amplamente a superfície lunar e encontraram evidências de hidratação em regiões iluminadas. No entanto, essas missões foram incapazes de distinguir definitivamente a forma em que estava presente - H2O ou OH.

O SOFIA ofereceu um novo meio de olhar para a Lua. Voando em altitudes de até 13,7 km, esse avião Boeing 747SP modificado com um telescópio de 106 polegadas de diâmetro atinge mais de 99% do vapor de água na atmosfera da Terra para obter uma visão mais clara do universo infravermelho. Usando seu Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope (FORCAST), o SOFIA foi capaz de captar o comprimento de onda específico exclusivo para moléculas de água, em 6,1 mícrons, e descobriu uma concentração relativamente surpreendente na ensolarada Cratera Clavius.

Sem uma atmosfera espessa, a água na superfície lunar iluminada pelo Sol deveria ser evaporada para o espaço. Algo está gerando a água e algo deve estar prendendo-a lá. 

Micrometeoritos chovendo na superfície lunar, carregando pequenas quantidades de água, podem depositar a água na superfície lunar com o impacto. Outra possibilidade é que poderia haver um processo de duas etapas em que o vento solar do Sol entrega hidrogênio à superfície lunar e causa uma reação química com minerais contendo oxigênio no solo para criar hidroxila. Enquanto isso, a radiação do bombardeio de micrometeoritos pode estar transformando essa hidroxila em água. 

Como a água é armazenada, tornando possível o acúmulo, também levanta algumas questões intrigantes. A água pode ficar presa em pequenas estruturas semelhantes a grãos no solo, que se formam a partir do alto calor criado pelos impactos de micrometeoritos. Outra possibilidade é que a água possa estar escondida entre os grãos do solo lunar e protegida da luz solar, tornando-a potencialmente um pouco mais acessível do que a água presa em estruturas semelhantes a grãos. 

Para uma missão projetada para olhar para objetos distantes e escuros, como buracos negros, aglomerados de estrelas e galáxias, o foco do SOFIA no vizinho mais próximo e mais brilhante da Terra foi um afastamento de seu objetivo. Os operadores do telescópio normalmente usam uma câmera guia para rastrear estrelas, mantendo o telescópio travado firmemente em seu alvo de observação. Mas a Lua está tão próxima e brilhante que preenche todo o campo de visão da câmera guia. Sem estrelas visíveis, não estava claro se o telescópio poderia rastrear a Lua de forma confiável. Para determinar isso, em agosto de 2018, os operadores decidiram tentar um teste de observação.

Os voos subsequentes do SOFIA procurarão por água em outros locais iluminados pelo Sol e durante as diferentes fases lunares para aprender mais sobre como a água é produzida, armazenada e movida pela Lua. Os dados contribuirão para o trabalho de futuras missões lunares, como o Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) da NASA, para criar os primeiros mapas de recursos hídricos da Lua para a futura exploração espacial humana.

Em outro estudo, os cientistas usaram modelos teóricos e dados do Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA, apontando que a água pode ficar presa em pequenas sombras, onde as temperaturas ficam abaixo de zero, em maior quantidade do que o esperado. 

Os resultados foram publicados na última edição da Nature Astronomy.

Fonte: NASA

Atmosfera da Terra estende-se além da Lua

A parte mais externa da atmosfera do nosso planeta estende-se bem para lá da órbita lunar, quase o dobro da distância da Lua.

© ESA (localização da geocoroa)

Uma descoberta recente com base em observações da SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) mostra que a camada gasosa que envolve a Terra alcança 630.000 km de distância, ou 50 vezes o diâmetro do nosso planeta.

Onde a nossa atmosfera se funde com o espaço exterior, há uma nuvem de átomos de hidrogênio chamada geocoroa. Um dos instrumentos da nave, SWAN, usou os seus sensores sensíveis para traçar a assinatura do hidrogênio e detectar com precisão quão longe estão os limites da geocora.

Estas observações só podiam ser feitas a certas épocas do ano, quando a Terra e a sua geocoroa aparecessem no campo de visão do SWAN.

Para planetas com hidrogênio nas suas exosferas, o vapor de água é frequentemente visto mais próximo da sua superfície. Este é o caso da Terra, Marte e Vênus.

O primeiro telescópio na Lua, colocado pelos astronautas da Apollo 16 em 1972, captou uma imagem evocativa da geocoroa ao redor da Terra e brilhando intensamente no ultravioleta.

Naquela época, os astronautas à superfície lunar não sabiam que estavam realmente inseridos nos arredores da geocora.

O Sol interage com os átomos de hidrogênio através de um determinado comprimento de onda ultravioleta chamado Lyman-alpha, que os átomos podem absorver e emitir. Dado que este tipo de radiação é absorvida pela atmosfera da Terra, só pode ser observada do espaço.

Graças à sua célula de absorção de hidrogênio, o instrumento SWAN pôde medir seletivamente a luz Lyman-alpha da geocoroa e descartar átomos de hidrogênio mais longe no espaço interplanetário.

O novo estudo revelou que a luz do Sol comprime átomos de hidrogênio na geocoroa no lado diurno da Terra, e também produz uma região de densidade reforçada no lado noturno. A região mais densa do hidrogênio, no lado diurno, é ainda assim bastante esparsa, com apenas 70 átomos por centímetro cúbico 60.000 km acima da superfície da Terra e cerca de 0,2 átomos à distância da Lua.

Na Terra, chamaríamos a isto vácuo, de modo que esta fonte extra de hidrogênio não é suficientemente significativa para facilitar a exploração espacial.

A boa notícia é que estas partículas não representam uma ameaça para os viajantes espaciais em futuras missões tripuladas que orbitem a Lua.

Há também radiação ultravioleta associada à geocoroa, pois os átomos de hidrogênio espalham a luz solar em todas as direções, mas o impacto sobre os astronautas em órbita lunar seria insignificante em comparação com a principal fonte de radiação, o Sol.

Do lado negativo, a geocoroa da Terra pode interferir com observações astronômicas futuras realizadas nas proximidades da Lua.

Lançado em dezembro de 1995, o observatório espacial SOHO tem vindo a estudar o Sol, desde o seu núcleo profundo até à coroa externa e vento solar, há mais de duas décadas. O satélite orbita no primeiro ponto de Lagrange (L1), a cerca de 1,5 milhões de quilômetros da Terra em direção ao Sol.

Esta posição é um bom ponto para observar a geocora de fora. O instrumento SWAN, da SOHO, observou a Terra e a sua atmosfera estendida em três ocasiões entre 1996 e 1998.

Esta descoberta destaca o valor dos dados recolhidos há mais de 20 anos e o excepcional desempenho da SOHO.

Um artigo foi aceito para publicação no periódico Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Fonte: ESA

Dados lunares sobre a história do impacto de asteroides na Terra

A Lua é a crônica mais completa e acessível das colisões de asteroides que esculpiram o nosso jovem Sistema Solar, e um grupo de cientistas está desafiando a nossa compreensão de uma parte da história da Terra.

© NASA/Ernie Wright (mapa de abundâncias rochosas na Lua)

A imagem mostra o lado noturno da Lua, sendo representado pelo mapa de abundâncias rochosas da sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA. As crateras mais proeminentes visíveis no mapa são Tycho (85 milhões de anos), Copérnico (797 milhões de anos) e Aristarco (164 milhões de anos).

O número de impactos de asteroides na Lua e na Terra aumentou duas a três vezes desde há cerca de 290 milhões de anos.

O estudo tem por base a primeira linha temporal compreensiva de grandes crateras na Lua formadas nos últimos bilhões de anos, usando imagens e dados térmicos recolhidos pela sonda LRO. Quando os cientistas compararam a linha temporal da Lua com a linha temporal das crateras aqui na Terra, descobriram que os dois corpos registaram a mesma história de bombardeamento de asteroides, uma que contradiz as teorias sobre a taxa de impacto da Terra.

Durante décadas os cientistas tentaram entender o ritmo a que os asteroides atingem a Terra estudando cuidadosamente as crateras de impacto nos continentes e usando datação radiométrica das rochas em seu redor para determinar as idades das maiores e, portanto, das mais intactas. O problema é que muitos especialistas assumiram que as primeiras crateras da Terra foram desgastadas pelo vento, pelas tempestades e por outros processos geológicos. Esta ideia explicava por que a Terra tem menos crateras mais antigas do que o esperado em comparação com outros corpos no Sistema Solar, mas tornou difícil a determinação de uma taxa de impacto precisa e determinar se havia mudado com o tempo.

Uma maneira de contornar este problema é através do estudo da Lua. A Terra e a Lua são atingidas nas mesmas proporções ao longo do tempo. Em geral, devido ao seu tamanho maior e gravidade mais alta, cerca de vinte asteroides atingem a Terra por cada um que atinge a Lua, embora os grandes impactos em ambos os corpos sejam raros. Mas apesar das grandes crateras lunares terem sofrido pouca erosão ao longo de blhões de anos, e assim fornecerem aos cientistas um registo valioso, não havia como determinar as suas idades até que a LRO começou a orbitar a Lua há uma década.

O radiômetro térmico da LRO, chamado Diviner, disse aos cientistas quanto calor é irradiado da superfície da Lua, um fator crítico na determinação das idades das crateras. Ao observar este calor irradiado durante a noite lunar, os cientistas podem calcular quanta superfície é coberta por rochas grandes e quentes, em comparação com o regolito mais frio e mais fino, também conhecido como solo lunar.

As grandes crateras formadas por impactos de asteroides nos últimos bilhões de anos são cobertas por pedras e rochas, enquanto crateras mais antigas têm poucas rochas, mostram os dados do Diviner. Isto acontece porque os impactos escavam pedregulhos lunares que são "moídos" ao longo de dezenas de milhões de anos por uma chuva constante de meteoritos minúsculos.

Rebecca Ghent, cientista planetária na Universidade de Toronto e do Instituto de Ciência Planetária (EUA), calculou em 2014 a velocidade a que as rochas da Lua se decompõem em solo. O seu trabalho revelou uma relação entre a abundância de rochas grandes perto de uma cratera e a sua idade. Usando esta foi reunido uma lista de idades de todas as crateras lunares com menos de um bilhão de anos.

O trabalho compensou, retornando várias descobertas inesperadas. Primeiro, a equipe descobriu que o ritmo de formação de crateras grandes na Lua foi duas a três vezes maior ao longo dos últimos 290 milhões de anos do que nos últimos 700 milhões de anos. A razão para este salto na taxa de impacto é desconhecida. Pode estar relacionado com grandes colisões que ocorreram há mais de 300 milhões de anos no cinturão principal de asteroides entre Marte e Júpiter. Tais eventos podem criar detritos que podem atingir o Sistema Solar interior.

A segunda surpresa veio da comparação das idades das crateras grandes na Lua com as da Terra. O seu número e idades similares desafiam a teoria de que a Terra perdeu tantas crateras através da erosão que uma taxa de impacto não pode ser calculada.

Provar que menos crateras significa menos impactos e não perda por erosão, representou um desafio formidável.

Os tubos de kimberlito subterrâneos são vulcões há muito extintos que se estendem, em forma de cenoura, até alguns quilômetros abaixo da superfície. Os cientistas sabem muito sobre a idade e sobre a taxa de erosão dos tubos de kimberlito porque são amplamente minados à procura de diamantes. Estão também localizados em algumas das regiões com menos erosão da Terra, os mesmos locais onde encontramos crateras de impacto preservadas.

Os tubos de kimberlito formados desde há aproximadamente 650 milhões de anos não sofreram muita erosão, indicando que as grandes crateras de impacto mais jovens do que 650 milhões de anos, em terrenos estáveis, também devem estar intactas.

Os achados da equipe relacionados com a Terra podem ter implicações para a história da vida, que é pontuada por eventos de extinção e por uma rápida evolução de novas espécies. Embora as forças que impulsionaram estes eventos sejam complicadas e possam incluir outras causas geológicas, como grandes erupções vulcânicas, combinadas com outros fatores biológicos, a equipe realça que os impactos de asteroides certamente desempenharam um papel nesta saga. A questão é saber se a mudança prevista nos impactos de asteroides está diretamente ligada a eventos que ocorreram há muito tempo na Terra.

Um artigo científico relata a pesquisa na revista Science.

Fonte: Southwest Research Institute

Eclipse lunar total

Na madrugada desta segunda-feira (21) ocorrerá um eclipse lunar total, que acontece quando Sol, Terra e Lua estão alinhados e o nosso planeta faz sombra sobre o satélite.

© Cosmo Novas (Superlua de sangue)

O fenômeno é similar ao ocorrido em julho do ano passado, mas poderá ser observado por mais tempo em todas as cidades do Brasil desta vez. O eclipse lunar, que será o único total de 2019, será completamente visível nas Américas do Sul e do Norte e em partes da Europa e da África.

O eclipse começa à 00h36 (UTC−2). A fase da umbra, isto é, quando a sombra do Sol começa a ser vista na Lua, tem início à 01h33 (UTC−2). O satélite estará na fase total máxima às 03h12, já no lado oeste do céu. A fase parcial segue até as 04h50 (UTC−2) e o fenômento termina às 05h48 (UTC−2).

Ao contrário do que acontece em um eclipse solar total, a observação da versão lunar não exige um óculos de proteção. É possível assistir ao fenômeno a olho nu, mas um binóculo ou uma luneta simples podem ajudar. É mais fácil observar o eclipse em áreas menos iluminadas, afastadas do centro das grandes cidades, e com o horizonte livre.

Por volta das 18h (UTC−2) desta segunda-feira, a Lua também estará mais próxima de seu ponto de órbita da Terra, o chamado de perigeu, a cerca de 357.340 quilômetros de distância. Por conta disso, o satélite parecerá maior para quem o observa da perspectiva do planeta. Quando isso acontece, o fenômeno é chamado de Superlua.

Em todo eclipse lunar total, se observa a chamada Lua de sangue. O termo, usado popularmente mas não adotado tecnicamente pelos astrônomos, se refere ao tom avermelhado que a Lua assume quando entra na fase máxima de sombreamento.

A tonalidade deve ser atingida na fase total do eclipse, quando Sol, Terra e Lua ficarão alinhados e o planeta impedirá a chegada dos raios solares até o satélite. A maneira com que a luz das cores vermelho e laranja é refratada ao passar pela atmosfera terrestre e reflete na Lua é o que causa a o fenômeno da Lua de sangue.

Quem perder o eclipse lunar total desta madrugada só terá outra chance em 16 de maio de 2022. Antes disso, em 2021, outro fenômeno lunar poderá ser observado parcialmente do Brasil. No resto do mundo haverá mais possibilidade de acompanhar outros eclipses parciais nesse intervalo.

Neste ano, no dia 2 de julho, no Chile e Argentina ainda será possível observar um eclipse solar total. O fenômeno é bastante raro, sendo que a Lua passará entre a Terra e o Sol, bloqueando sua luz. Por ser vísivel de uma faixa muito pequena na Terra, pouquíssimas pessoas já conseguiram acompanhar o fenômeno.

Em 16 de julho, um eclipse lunar parcial será visto na África e em parte da Europa. Nesse caso, o Brasil verá pouco do fenômeno. O ano acaba com um eclipse do tipo anular em 26 de dezembro, quando a Lua não bloqueia totalmente a visão do Sol, restando um anel iluminado a sua volta. Ele será visto apenas na Oceania e na Ásia.

Fonte: Cosmo Novas

A Terra vista da Lua em ultravioleta

Que planeta é esse?

© NASA/Apollo 16 (Terra em ultravioleta)

É a Terra.

A imagem em cores falsas apresentada mostra como a Terra brilha na luz ultravioleta (UV). A imagem é histórica porque foi tirada da superfície da Lua pelo primeiro observatório lunar da humanidade. O equipamento (câmera e espectrógrafo em UV) que tirou a foto acima foi instalado e deixado na Lua pela tripulação da Apollo em 1972.

Embora muito pouca luz UV seja transmitida através da atmosfera da Terra, ela pode causar queimaduras solares. A parte da Terra voltada para o Sol reflete muita luz UV, mas talvez mais interessante seja o lado oposto ao Sol. Aqui bandas de emissão UV são o resultado de auroras causadas por partículas carregadas expelidas pelo Sol. Outros planetas que geram auroras no UV incluem Marte, Saturno, Júpiter e Urano.

Fonte: NASA

Água gelada confirmada nos polos da Lua

Astrônomos observaram diretamente evidências definitivas de água gelada na superfície da Lua, nas partes mais escuras e mais frias das suas regiões polares.

© NASA (distribuição do gelo superficial nos polos lunares)

A imagem mostra a distribuição do gelo superficial no polo sul (esquerda) e no polo norte (direita) da Lua, detectado pelo instrumento M3 (Moon Mineralogy Mapper) da NASA. O azul representa as localizações do gelo, sobrepostas sobre uma imagem da superfície lunar, onde o tom cinza corresponde a temperaturas (tons escuros correspondem a áreas mais frias e tons mais claros correspondem a zonas mais quentes). O gelo está concentrado nos locais mais frios e escuros, nas sombras das crateras.

Estes depósitos de gelo estão distribuídos de forma irregular e podem ser antigos. No polo sul, a maioria da água gelada está concentrada nas crateras lunares, enquanto o gelo no polo norte está mais amplamente distribuído, mas é mais escasso.

Uma equipe de cientistas, liderada por Shuai Li da Universidade do Hawaii e da Universidade de Brown e que inclui Richard Elphic do Centro de Pesquisa Ames da NASA, usou dados do instrumento M3 da NASA para identificar três assinaturas específicas que definitivamente comprovam a existência de água gelada na superfície da Lua.

O instrumento M3, a bordo da sonda Chandrayaan-1, lançada em 2008 pela ISRO (Indian Space Research Organization), a agência espacial da Índia, estava equipado para confirmar a presença de gelo na Lua. Recolheu dados que não só captaram as propriedades refletivas que era esperada do gelo, mas também foi capaz de medir diretamente a maneira distinta como as suas moléculas absorvem a luz infravermelha, de modo que pode diferenciar entre água líquida, vapor e gelo sólido.

A maior parte do gelo recém-descoberto encontra-se nas sombras de crateras perto dos polos, onde as temperaturas mais quentes nunca sobem acima dos -157ºC. Devido à inclinação muito pequena do eixo de rotação da Lua, a luz solar nunca alcança estas regiões.

As observações anteriores encontraram indiretamente possíveis sinais de água gelada superficial no polo lunar sul, mas estes podiam ter sido explicados por outros fenômenos, como por exemplo solo lunar incomumente refletivo.

Com gelo suficiente à superfície - nos primeiros milímetros - a água pode ser utilizada como recurso para expedições futuras para explorar e até permanecer na Lua, e é potencialmente mais fácil de aceder do que a água detectada por baixo da superfície da Lua.

Aprender mais sobre este gelo, como lá chegou e como interage com o maior ambiente lunar será um foco fundamental da NASA e parceiros comerciais, à medida que se esforçam para regressar e explorar o nosso vizinho mais próximo, a Lua.

Os resultados foram publicados na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Fonte: University of Hawaii

O efeito da refração atmosférica durante o poente da Lua

O fotógrafo Petr Horálek captou este conjunto de imagens quando da sua visita ao Observatório do Paranal do ESO, no Chile, onde o céu se apresenta notavelmente límpido.

© ESO/Petr Horálek (efeito da refração atmosférica durante o poente lunar)

Petr fotografou este Pôr de Lua avermelhado com intervalos de 5 segundos, observando a Lua à medida que esta se afundava no céu escuro e finalmente desaparecia por baixo do horizonte (as imagens estão ordenadas cronologicamente da esquerda para a direita e de cima para baixo).

A proeminente cor vermelha deve-se à refração atmosférica. À medida que a Lua se aproxima do horizonte, a sua luz refletida tem que atravessar cada vez mais atmosfera antes de chegar aos nossos olhos, o que significa que a dispersão se torna mais importante, ou seja, há mais ar por onde a luz tem que passar e por isso mais desta luz é dispersa. De todas as cores que compõem a luz visível, a atmosfera terrestre dispersa e refrata menos a luz vermelha devido ao seu maior comprimento de onda, o que faz com que os poentes solar e lunar apresentem um característico tom vermelho-alaranjado.

Além desta cor, vemos outra estrutura notável na imagem: um efeito ondulado aparente, a Lua parece estar derretendo! Mais uma vez, trata-se de um efeito atmosférico: os raios de luz são refratados de forma estranha e irregular por camadas de ar com diferentes densidades, temperaturas, pressões, umidades, etc. A forma da Lua também parece estar achatada devido ao efeito de lente da atmosfera, o qual empurra as seções mais baixas para cima, criando uma oval.

Estes fenômenos são todos causados por refração diferencial, essencialmente cada camada da atmosfera da Terra trata a luz da Lua de modo diferente, o que resulta em imagens distorcidas.

Fonte: ESO

A rocha incomum no pico da cratera Tycho na Lua

Por que existe um grande pedaço de rocha perto do centro do pico da cratera Tycho?

© NASA/LRO (rocha na cratera Tycho)

A cratera Tycho na Lua é uma das formas mais fáceis de se observar do nosso satélite, ela é visível até a olho nu. Mas no centro da  cratera Tycho há algo incomum, uma rocha de 120 metros de diâmetro.

Este pedaço de rocha foi fotografado em altíssima resolução ao nascer do sol, durante a última década, pela sonda Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).

A principal hipótese da origem é que a rocha foi lançada durante a tremenda colisão que formou a cratera Tycho há cerca de 110 milhões de anos e, por acaso, voltou para baixo, bem perto do centro da recém-formada montanha central.

Ao longo dos próximos bilhões de anos, os impactos de meteoros e os terremotos devem degradar lentamente o centro da cratera Tycho, provavelmente fazendo com que o pedaço de rocha caia de uma altura de 2.000 metros no assoalho da cratera e se desintegre.

Fonte: NASA

O X lunar

A marca em formato de X na superfície lunar é facilmente visível com binóculos ou com pequenos telescópios, e até mesmo com câmeras fotográficas que tenham um zoom considerável, mas não são todos que conseguem ver.

© Henrik Adamsson (X lunar)

Para registrar, ou observar o X você tem que olhar para a Lua no momento certo, pois ele só aparece poucas horas antes da Lua entrar na sua fase quarto crescente. O X lunar é na verdade uma ilusão produzida ao longo da linha que divide o dia da noite na Lua, chamada de terminador, e se forma devido a uma configuração das crateras Blanchinus, La Caille e Purbach.

Perto da fase de quarto crescente da Lua, um astronauta parado ali veria o Sol nascer lentamente perto do horizonte. Temporariamente, as paredes das crateras recebem luz do Sol, enquanto que o assoalho das crateras permanece na escuridão. Visto da Terra, as seções contrastantes das paredes brilhantes, contra o assoalho escuro cria a impressionante forma de um X. Esta nítida imagem da Lua, mostrando o X Lunar, foi registrada em 22 de Fevereiro de 2018. Outra detalhe, na Lua também é possível ver o V Lunar, visto no centro da imagem.

Fonte: NASA

Potencial habitat humano localizado na Lua

Um estudo recente confirma a existência de um grande tubo de lava aberto na região de Montes Marius na Lua, que pode ser usado para proteger os astronautas de condições perigosas à superfície.

© NASA/U. Arizona (claraboia dos Montes Hills)

Ninguém já esteve na Lua mais de três dias, em grande parte porque não hám proteção dos astronautas devido às variações extremas de temperatura, à radiação e aos impactos de meteoritos. Ao contrário da Terra, a Lua não tem uma atmosfera ou um campo magnético para proteger os seus habitantes.

De acordo com o estudo, o local mais seguro para procurar abrigo é no interior de um tubo de lava intacto.

Os tubos de lava são canais naturais formados quando um fluxo de lava desenvolve uma crosta dura, que ganha espessura e forma um telhado acima do fluxo de lava que ainda flui por baixo. Assim que a lava deixa de fluir, o túnel às vezes é drenado, formando um vazio.

"É importante saber onde estão e quão grandes são os tubos de lava lunar, se queremos construir uma base," comenta Junichi Haruyama, pesquisador da JAXA, a agência espacial japonesa. "Mas conhecer estas coisas também é importante para a ciência básica. Podemos obter novos tipos de amostras rochosas, dados sobre fluxos de calor e dados de observação de sismos lunares."

A JAXA analisou dados de radar da sonda SELENE para detectar os tubos de lava subjacentes. Perto da "Claraboia" de Montes Hills, uma entrada para o tubo, encontraram um padrão distinto de eco: uma diminuição no poder de eco seguido por um segundo e grande pico de eco, que acreditam ser evidências de um tubo. Os dois ecos correspondem a reflexões de radar da superfície da Lua e do chão e teto do tubo aberto. A equipe encontrou padrões de eco similares em vários locais em torno do buraco, indicando que pode haver mais que um.

O sistema de radar da sonda SELENE não foi desenhado para detectar tubos de lava, foi construído para estudar as origens da Lua e a sua evolução geológica. Por estas razões, não voou perto o suficiente da superfície da Lua para obter informações extremamente precisas sobre o que está (ou não) por baixo.

Quando a equipe da JAXA decidiu usar os seus dados para tentar encontrar tubos de lava, consultaram cientistas da missão GRAIL, um esforço da NASA para recolher dados de alta qualidade do campo gravitacional da Lua. Ao investigar as áreas onda a GRAIL encontrou menos massa à superfície, reduziram os dados que precisavam analisar.

"O nosso grupo em Purdue usou dados de gravidade dessa área para inferir que a abertura fazia parte de um sistema maior. Ao usar esta técnica complementar de radar, conseguiram descobrir a profundidade e altura das cavidades," comenta Jay Melosh, professor de Ciências Terrestres, Atmosféricas e Planetárias da Universidade de Purdue.

Existem tubos de lava na Terra, mas os seus homólogos lunares são muito maiores. Para um tubo de lava ser detectável em dados de gravidade, teria que medir vários quilômetros em comprimento e ter pelo menos um quilômetro de altura e largura, o que significa que o tubo de lava perto dos Montes Hills é suficientemente espaçoso para abrigar uma grande cidade, caso os resultados de gravidade estejam corretos.

A existência de tubos de lava na Lua já foi especulada no passado, mas esta combinação de dados de radar e gravidade fornece a imagem mais clara do seu aspecto e do seu tamanho.

O  estudo publicado na revista Geophysical Research Letters.

Fonte: Purdue University

A atmosfera antiga da Lua

Estamos acostumados a imaginar a Lua como um lugar calmo de "magnífica desolação", a paz de outro mundo é perturbada apenas pelo impacto ocasional de meteoritos ou pelo desembarque terrestre de espaçonave. Mas 3 ou 4 bilhões de anos atrás, pode ter parecido muito diferente.

© NASA/MSFC (ilustração da erupção vulcânica no Mare Imbrium da Lua)

Depois de se formar a cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, a Lua anciã ainda estava resfriando e geologicamente ativa. As erupções vulcânicas em larga escala lançaram lava, encheu enormes bacias para formar mares, as regiões mais escuras que podemos ver a olho nu.

Um novo estudo revela que o intenso vulcanismo da Lua poderia ter liberado grandes quantidades de gás a um ritmo acelerado, o suficiente para envolver o satélite com uma atmosfera fina que sobreviveu milhões de anos antes de se perder para o espaço.

"O terreno teria parecido um mar de rocha fundida incandescente, com manchas de rochas mais escuras e frias formando uma crosta fraturada em cima da lava exposta à atmosfera em desenvolvimento," diz Debra Needham, do NASA Marshall Space Flight Center. "A atmosfera provavelmente teria sido uma neblina amarelada acastanhada, devido à concentração de enxofre, que teria sido visível da Terra".

Os pesquisadores usaram medidas atualizadas da extensão e profundidade dos mares lunares, obtidas por missões lunares, como GRAIL, LRO e o Moon Mineralogy Mapper, para determinar o volume de lava liberada durante as erupções. Combinaram esta informação com análises laboratoriais de rochas lunares coletadas durante as missões Apollo. Ao medir a quantidade de substâncias voláteis - substâncias susceptíveis de escapar na forma de gás - ainda presas nestas rochas, os pesquisadores estimaram a quantidade de gás vazado para a atmosfera.

Foi descoberto que durante as erupções formadoras de mares, uma enorme massa de gás também deveria ter sido liberada. Estima-se que, durante o pico da atividade vulcânica, cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, a atmosfera lunar poderia ter sido até 1,5 vezes maior que a de Marte atual, atingindo uma pressão superficial de 0,01 atmosferas, ou 1% da pressão atmosférica da Terra ao nível do mar.

Tais condições podem ter durado até 70 milhões de anos. À medida que o interior da lua esfriou e sua atividade vulcânica diminuiu, ela deixou de produzir gases. A baixa gravidade não foi capaz de manter a atmosfera recém-criada, e foi perdida para o espaço.

Os pesquisadores também estimam que uma boa fração da atmosfera transitória da Lua poderia ter sido a água. Os vulcões poderiam ter liberado até o dobro do volume de água do lago Tahoe e, embora a maior parte provavelmente fosse perdida para o espaço, alguns depósitos poderiam ter sobrevivido na superfície lunar, particularmente em áreas sombreadas perto dos polos lunares.

No entanto, os novos resultados não significam que há mais água na superfície da Lua do que se pensava anteriormente. Os cientistas já sabem que há alguns depósitos ricos em hidrogênio nestas regiões. Mas é provável que eles foram trazido à superfície por fontes externas, como asteroides, cometas ou o vento solar. Os novos achados sugerem que pelo menos uma parte da água polar poderia ter sido produzida localmente, com erupções vulcânicas bombeando para fora das profundezas da própria Lua.

Esta pesquisa sugere um aspecto diferente do nosso único satélite, geralmente visto como uma rocha inativa desde o início do Sistema Solar. Pode também ter algumas implicações práticas para futuras missões tripuladas.

A superfície e a atmosfera lunares antigas eram mais dinâmicas do que se pensava. As pesquisas recentes mostram que a Lua foi uma vez magneticamente ativa, e seu campo magnético também pode ter afetado a atmosfera transitória. Poderia ter impactado a forma como as substâncias voláteis foram transportadas, perdidas ou depositadas em toda a geografia lunar.

Afinal, muitas ideias sobre o passado lunar podem ainda estar enterradas nas rochas trazidas de volta pelas missões Apollo, retiradas pela última vez quase a 45 anos atrás, em dezembro de 1972.

Fonte: Earth and Planetary Science Letter

A vida útil do dínamo lunar

Novas evidências de antigas rochas lunares sugerem que um dínamo ativo já esteve presente no núcleo metálico fundido da Lua, gerando um campo magnético que durou pelo menos mais um bilhão de anos do que se pensava anteriormente.

© Hernán Cañellas (Lua primitiva gerando um campo magnético no seu núcleo metálico líquido)

Os dínamos são geradores naturais de campos magnéticos em torno de corpos terrestres e são alimentados pela agitação de fluídos condutores dentro de muitas estrelas e planetas.

Os pesquisadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) e da Universidade Rutgers relatam que uma rocha lunar recolhida pela missão Apollo 15 da NASA exibe sinais de que foi formada entre 1 e 2,5 bilhões de anos atrás na presença de um campo magnético relativamente fraco de aproximadamente 5 microteslas. Este valor é cerca de 10 vezes mais fraco do que o atual campo magnético da Terra, mas ainda 1.000 vezes maior do que os campos no espaço interplanetário atual.

Há vários anos, os mesmos pesquisadores identificaram rochas lunares com 4 bilhões de anos que se formaram num campo muito mais forte de mais ou menos 100 microteslas e determinaram que a força deste campo caiu precipitadamente há cerca de 3 bilhões de anos. Na época, era incerto se o dínamo lunar sucumbiu logo depois ou permaneceu num estado enfraquecido antes de se dissipar completamente.

Os resultados relatados apoiam o último cenário: depois do campo magnético da Lua ter ficado mais fraco, ainda persistiu por pelo menos um bilhão de anos, existindo por um total de cerca de 2 bilhões de anos.

Benjamin Weiss, professor de ciências planetárias do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT, diz que esta nova vida prolongada ajuda a identificar os fenômenos que impulsionaram o dínamo da Lua. Especificamente, os resultados levantam a possibilidade de dois mecanismos diferentes: um que pode ter alimentado um dínamo mais antigo e muito mais forte, e um segundo que manteve o núcleo da Lua aquecido a uma temperatura mais baixa no final da sua vida.

"O conceito de um campo magnético planetário, produzido pelo movimento de metal líquido, é uma ideia que só tem realmente algumas décadas," comenta Weiss. "O que impulsiona este movimento na Terra e em outros corpos, particularmente na Lua, não é ainda bem entendido. Podemos descobrir mais sobre isto conhecendo a duração do dínamo lunar."

Desde que os astronautas das missões Apollo da NASA trouxeram amostras da superfície lunar, que os cientistas descobriram que algumas destas rochas são "gravadores" precisos do antigo campo magnético da Lua. Tais rochas contêm milhares de minúsculos grãos que, tal como agulhas de uma bússola, se alinharam na direção de antigos campos quando as rochas se cristalizaram há éones atrás. Estes grãos podem dar aos cientistas uma medida da força do antigo campo da Lua.

Até recentemente, Weiss e outros não haviam conseguido encontrar amostras muito mais jovens do que 3,2 bilhões de anos que pudessem "gravar" com precisão os campos magnéticos. Como resultado, só conseguiam avaliar a força do campo magnético da Lua entre 3,2 e 4,2 bilhões de anos atrás.

"O problema é que existem muito poucas rochas lunares mais jovens do que aproximadamente 3 bilhões de anos, porque naquela época a Lua arrefeceu, o vulcanismo praticamente cessou e, juntamente com ele, a formação de novas rochas ígneas à superfície lunar," explica Weiss. "De modo que não havia amostras jovens que pudéssemos medir para determinar a existência de um campo após os 3 bilhões de anos."

Há, no entanto, uma pequena classe de rochas trazidas pelas missões Apollo que foram formadas, não por antigas erupções lunares, mas por impactos de asteroides mais tarde na história da Lua. Estas rochas derreteram-se devido ao calor do impacto e recristalizaram-se em orientações determinadas pelo campo magnético da Lua.

Weiss e colegas analisaram uma destas rochas, conhecida como amostra 15498 da Apollo 15, originalmente recolhida no dia 1 de agosto de 1971, na orla sul da Cratera Dune da Lua. A amostra é uma mistura de minerais e fragmentos de rocha, soldados por uma matriz vítrea, cujos grãos preservam registos do campo magnético da Lua no momento em que a rocha foi "montada". Descobriu-se que este material vítreo que solda coisas possui excelentes propriedades de gravação magnética.

A equipe desenvolveu uma técnica para decifrar o campo magnético antigo gravado na matriz vítrea da rocha medindo, em primeiro lugar, as propriedades magnéticas naturais da rocha usando um magnetômetro muito sensível.

Em seguida, expuseram a rocha a um campo magnético conhecido em laboratório e aqueceram a rocha até perto das temperaturas extremas nas quais originalmente se formou. Mediram então como a magnetização da rocha mudou à medida que aumentaram a temperatura ambiente.

"Podemos ver como fica magnetizada neste aquecimento e campo magnético conhecido, comparar este campo com o campo magnético natural medido antemão e daqui podemos determinar a força do campo antigo," explica Weiss.

Os pesquisadores tiveram que fazer um ajuste significativo para a experiência melhor simular o ambiente lunar original e, em particular, a sua atmosfera. Enquanto a atmosfera da Terra contém cerca de 20% de oxigênio, a Lua tem apenas vestígios impercetíveis do gás. Em colaboração com o Timothy Grove, Clément Suavet construiu um forno personalizado e privado de oxigênio no qual aqueceu as rochas, impedindo-as de oxidar ao mesmo tempo que simulava o ambiente livre de oxigênio no qual as rochas ficaram inicialmente magnetizadas.

Os cientistas propuseram que o dínamo da Lua pode ter sido alimentado pela atração gravitacional da Terra. No início da sua história, a Lua orbitava muito mais perto da Terra e a gravidade do nosso planeta, em tão íntima proximidade, pode ter sido forte o suficiente para puxar e girar o exterior rochoso da Lua. O centro líquido da Lua pode ter sido arrastado juntamente com a sua concha exterior, gerando no processo um campo magnético.

Pensa-se que a Lua se tenha afastado para suficientemente longe da Terra há cerca de 3 bilhões de anos, de modo que a energia disponível para o dínamo, através deste mecanismo, tornou-se insuficiente. Isto acontece praticamente no mesmo instante em que a força do campo magnético da Lua cai. Um mecanismo diferente pode então ter entrado em cena para sustentar este campo magnético mais enfraquecido. À medida que a Lua se afastava da Terra, o seu núcleo provavelmente continuou em "baixa fervura" através de um lento processo de arrefecimento ao longo de pelo menos um bilhão de anos.

"À medida que a Lua arrefecia, o seu núcleo agia como uma lâmpada de lava, o material menos denso sobe porque é quente ou porque a sua composição é diferente da do fluido circundante," acrescenta Weiss. "É assim que pensamos que o dínamo da Terra funciona e é o que sugerimos que o dínamo lunar tardio também fazia."

Os pesquisadores estão planejando analisar rochas lunares ainda mais jovens para determinar quando é que o dínamo lunar morreu completamente. Atualmente, o campo magnético da Lua é essencialmente zero.

Um artigo foi publicado na revista Science Advances.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology

A Lua é mais antiga do que se pensava

Uma equipe liderada pela UCLA (Universidade da Califórnia, em Los Angeles), EUA, relata que a Lua tem pelo menos 4,51 bilhões de anos e é 40 a 140 milhões de anos mais velha do que os cientistas pensavam anteriormente.

© NASA/The Project Apollo Archive (Mare Ingenii na Lua)

Os resultados foram baseados numa análise de minerais da Lua chamados zircões que foram trazidos para a Terra pela missão Apollo 14 em 1971. Foi encontrado zirconita ou zircão, que trata-se de um silicato de zircônio (ZrSiO₄).

A idade da Lua tem sido um tema muito debatido, embora os cientistas tenham tentado resolver a questão ao longo de muitos anos e usando uma ampla variedade de técnicas científicas.

"Finalmente definimos uma idade mínima para a Lua; já estava na hora de sabermos a sua idade e agora sabemos," comenta Mélanie Barboni, a autora principal do estudo e geoquímica do Departamento de Ciências da Terra, Planetárias e do Espaço da UCLA.

A Lua foi formada por uma violenta colisão frontal entre a Terra primitiva e um "embrião planetário" de nome Theia, relatou a equipe de geoquímicos e colegas da mesma universidade em 2016.

A pesquisa mais recente significa que a Lua se formou "apenas" cerca de 60 milhões de anos após o nascimento do Sistema Solar, um ponto importante porque fornece informações críticas para os astrônomos e cientistas planetários que procuram compreender a evolução inicial da Terra e do nosso Sistema Solar.

Isto tem sido uma tarefa difícil porque o que lá estava antes do impacto gigante foi apagado. Embora os cientistas não possam saber o que ocorreu antes da colisão com Theia, estes achados são importantes porque vão ajudar os cientistas a discernir os grandes eventos que a seguiram.

Geralmente é difícil determinar a idade das rochas lunares porque a maioria delas contém uma miscelânea de fragmentos de várias outras rochas. Mas a equipe foi capaz de analisar oito zircões em estado puro. Especificamente, ela examinou como o urânio que contêm decaiu para o chumbo (num laboratório da Universidade de Princeton) e como o lutécio que contêm decaiu para háfnio (usando um espectrômetro de massa na UCLA). Os cientistas analisaram estes elementos juntos para determinar a idade da Lua.

"Os zircões são os melhores relógios da Natureza. São o melhor mineral na preservação da história geológica e na revelação da sua origem," comenta Kevin McKeegan, professor de geoquímica e cosmoquímica da UCLA.

A colisão da Terra com Theia criou uma lua liquefeita que depois solidificou. Os cientistas acreditam que a maior parte da superfície da Lua estava coberta com magma logo após a sua formação. As medições do urânio-chumbo revelam quando os zircões apareceram pela primeira vez no oceano de magma inicial da Lua, que mais tarde arrefeceu e formou o manto e a crosta; as medições de lutécio-háfnio revelam quando o magma se formou, o que aconteceu mais cedo.

"A Mélanie conseguiu descobrir a idade real da Lua, que remonta à sua pré-história antes de solidificar, não à sua solidificação," comenta Edward Young, professor de geoquímica e cosmoquímica da UCLA.

Os estudos anteriores determinaram a idade da Lua com base em rochas lunares que haviam sido contaminadas por colisões múltiplas. McKeegan realça que essas rochas indicavam a data de alguns outros eventos, "mas não a idade da Lua."

Os pesquisadores da Universidade da Califórnia em Los Angeles continuam estudando os zircões trazidos pelos astronautas das Apollo e a história inicial da Lua.

Os resultados foram publicados na revista Science Advances.

Fonte: University of California

Superlua iluminando o céu

A Lua Cheia irá aparecer hoje ligeiramente maior que o usual.

© Byron Bay Observatory (Superlua)

A imagem acima foi obtida hoje no Byron Bay Observatory (BBO), situado na Austrália.

O termo Superlua entrou, nos últimos anos, no nosso vocabulário popular. Originalmente era um termo da astrologia moderna para uma Lua Nova ou Cheia que ocorre quando esta está entre 90 a 100% perto do perigeu numa dada órbita, mas agora refere-se mais amplamente a uma Lua Cheia que está mais próxima da Terra do que a média.

A razão é que a fase em que Lua estará cheia coincidirá com o perigeu, ou seja, quando a Lua estará mais perto da Terra em sua órbita elíptica.

Embora as condições precisas que definem efetivamente uma Superlua possam variar, esta atual será indubitavelmente marcante por se tratar da mais próxima e mais brilhante Lua Cheia em mais de 65 anos.

Por outro lado, as Luas mais baixas podem criar uma ilusão óptica. Quando a Lua está perto do horizonte, pode parecer anormalmente grande quando observada através de árvores, edifícios ou outros objetos em primeiro plano.

A Lua atingiu o perigeu às 9h22 (horário de Brasília) e a fase cheia desde às 11h52. Ao anoitecer, a Lua poderá ser vista em tamanho maior no mundo inteiro.

Uma Superlua costuma ser 14% maior e 30% mais luminosa do que a Lua Cheia em seu apogeu, ou seja, ponto da órbita mais distante da Terra. A distância do perigeu desta segunda-feira será de 356.511 km, menor distância entre a Terra e uma Lua Cheia desde 26 de janeiro de 1948.

A próxima ocasião em que a Lua Cheia estará tão próxima será em 25 de novembro de 2034. Mas a Superlua do século ocorrerá em 2052, quando a distância do perigeu será de 356.424 km.

Fonte: NASA

Química diz que Lua é o manto da proto-Terra, realocado

Medições de um elemento em rochas terrestres e lunares refutou as hipóteses principais para a origem da Lua.

© SwRI/Dana Berry (ilustração do impacto que criou a Lua da Terra)

Pequenas diferenças na segregação dos isótopos de potássio entre a Lua e a Terra estavam, até recentemente, escondidas abaixo dos limites de detecção de técnicas analíticas. Mas em 2015, o geoquímico Kun Wang da Universidade de Washington, e Stein Jacobsen, professor de geoquímica da Universidade de Harvard, desenvolveram uma técnica para analisar estes isótopos que consegue atingir precisões dez vezes superiores ao melhor método anterior.

Wang e Jacobsen relatam agora diferenças isotópicas entre as rochas lunares e terrestres que fornecem a primeira evidência experimental que pode discriminar entre os dois modelos principais para a origem da Lua. Num modelo, um impacto de baixa energia deixa a proto-Terra e a Lua envoltas numa atmosfera de silicatos; no outro, um impacto muito mais violento vaporiza o bólido e a maior parte da proto-Terra, expandindo-se para formar um enorme disco superfluido a partir do qual a Lua, eventualmente, cristaliza.

"Os nossos resultados fornecem as primeiras evidências sólidas de que o impacto realmente (em grande parte) vaporizou a Terra," afirma Wang, professor assistente de Ciências da Terra e Planetárias.

Em meados da década de 1970, dois grupos de astrofísicos propuseram, independentemente, que a Lua tinha sido formada pela colisão "raspante" entre um corpo do tamanho de Marte e a proto-Terra. A hipótese de impacto gigante, que explica muitas observações, como por exemplo o grande tamanho da Lua em relação à Terra e velocidade de rotação da Terra e da Lua, eventualmente tornou-se a principal hipótese para a origem da Lua.

No entanto, em 2001 um grupo de cientistas relatou que as composições isotópicas de uma variedade de elementos em rochas terrestres e lunares são quase idênticas. As análises de amostras trazidas de volta pelas missões Apollo na década de 1970 mostraram que a Lua tem as mesmas abundâncias dos três isótopos estáveis de oxigênio que a Terra.

Isto era muito estranho. Simulações numéricas do impacto previam que a maioria do material (60 a 80%) que coalesceu para formar a Lua veio do objeto, ao invés da Terra. Mas corpos planetários que se formaram em diferentes partes do Sistema Solar têm geralmente composições isotópicas diferentes, tão diferentes que as assinaturas isotópicas servem como "impressões digitais" para planetas e meteoritos de um mesmo corpo.

A probabilidade de o corpo ter, por acaso, a mesma assinatura isotópica que a Terra, era muito pequena.

Assim, a hipótese de impacto gigante ficou com um grande problema. Explicava muitas características físicas do sistema Terra-Lua mas não a sua geoquímica. Os estudos de composição isotópica haviam criado uma "crise isotópica" para a hipótese.

No início, os cientistas pensavam que medidas mais precisas fossem resolver esta crise. Mas as medições mais precisas dos isótopos de oxigênio só confirmaram que as composições isotópicas não são distinguíveis. "Estas são as medições mais precisas que podemos fazer e, mesmo assim, são idênticas," comenta Wang.

"Então, as pessoas decidiram alterar a hipótese de impacto gigante," realça Wang. "O objetivo era encontrar uma maneira de fazer a Lua principalmente a partir da Terra, em vez de majoritariamente a partir do impactante. Existem muitos modelos, mas dois têm sido muito influentes."

No modelo original de impacto gigante, a colisão derreteu uma parte da Terra e a totalidade do corpo impactante, atirando para fora algum deste material derretido, como barro numa roda de oleiro.

Um modelo proposto em 2007 acrescenta uma atmosfera de vapor de silicato ao redor da Terra e o disco lunar (o disco de magma, resíduo do bólido). A ideia é que o vapor de silicato permite a troca entre a Terra, o vapor e o material no disco, antes da Lua se condensar a partir do disco derretido.

Estes modelos tentam explicar as semelhanças isotópicas pela adição desta atmosfera, mas ainda começam com um impacto de baixa energia como o modelo original.

Porém, a troca de material através de uma atmosfera é um processo muito lento. Nunca haveria tempo suficiente para o material se misturar bem antes de cair de volta para a Terra.

Por isso, outro modelo, proposto em 2015, assume que o impacto foi extremamente violento, tão violento que o objeto e o manto da Terra vaporizaram-se e misturaram-se para formar uma massa fundida densa/manto atmosférico sob a forma de vapor que se expandiu para preencher um espaço 500 vezes superior à Terra de hoje. À medida que esta atmosfera arrefecia, a Lua condensava-se.

A mistura completa desta atmosfera explica a composição isotópica idêntica da Terra e da Lua. O manto atmosférico era um "fluido supercrítico", sem fases líquidas e gasosas distintas. Os fluídos supercríticos podem passar através de sólidos como um gás e dissolver materiais como um líquido.

O estudo relata dados isotópicos de alta-precisão do potássio para uma amostra representativa de rochas lunares e terrestres. O potássio tem três isótopos estáveis, mas só dois deles, os isótopos  ³⁹K e ⁴¹K, são suficientemente abundantes para serem medidos com precisão neste estudo.

Wang e Jacobsen examinaram sete rochas lunares obtidas por missões lunares diferentes e compararam as suas taxas de isótopos de potássio com os de oito rochas terrestres representativas do manto da Terra. Descobriram que as rochas lunares eram enriquecidas com cerca de 0,4 partes por mil no isótopo mais pesado de potássio (⁴¹K).

O único processo a altas temperaturas que poderia separar os isótopos de potássio desta maneira, salienta Wang, é uma condensação incompleta do potássio a partir da fase de vapor durante a formação da Lua. Em comparação com o isótopo mais leve, o isótopo mais pesado cairia, preferencialmente, para fora do vapor e seria condensado.

Os cálculos mostram que se este processo tivesse acontecido num vácuo absoluto, levaria a um enriquecimento de isótopos pesados de potássio nas amostras lunares na ordem das 100 partes por mil, muito maior do que o valor encontrado por Wang e Jacobsen. Mas uma pressão mais alta suprimiria o fracionamento. Por esta razão, os pesquisadores preveem que a Lua condensou-se numa pressão superior a 10 bars, ou cerca de 10 vezes a pressão atmosférica da Terra ao nível do mar.

A descoberta de que as rochas lunares são enriquecidas com o isótopo mais pesado de potássio não favorece o modelo de atmosfera de silicato, que prevê que as rochas lunares conteriam menos do isótopo pesado do que as rochas terrestres, o oposto do que os cientistas descobriram.

Em vez disso, suporta o modelo de atmosfera do manto que prevê que as rochas lunares incluiriam mais deste isótopo mais pesado do que as rochas terrestres.

Silenciosos durante bilhões de anos, os isótopos de potássio encontraram finalmente uma voz, e têm bastante para contar.

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na revita Nature.

Fonte: Washington University

Sedimentos de supernovas ainda precipitam sobre a Terra e a Lua

Um radioisótopo de ferro produzido pela explosão de estrelas foi descoberto tanto na Lua e em raios cósmicos que estão entrando no Sistema Solar, reforçando a teoria de que duas supernovas explodiram dentro de nossa vizinhança galáctica a cerca de dois milhões de anos atrás.

© Gemini South Telescope (Grande Nuvem de Magalhães)

A imagem acima mostra uma vasta bolha na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea visível do hemisfério sul, que foi formada pela morte explosiva de uma ou mais estrelas do aglomerado massivo dentro da bolha. Os raios cósmicos que atingem a Terra são criados e acelerados por explosões semelhantes.

A pesquisa revelou recentemente que os depósitos destas explosões cósmicas massivas ainda precipitam na Terra. Enquanto pesquisas anteriores encontraram amostras do isótopo que se acumulou na Terra e na Lua no passado distante, esta é a primeira medição da taxa atual.
Pesquisas anteriores já haviam descoberto depósitos de ferro ⁶⁰Fe nas crostas e sedimentos no fundo dos oceanos da Terra.

Estes resultados sugerem que duas supernovas explodiram entre 1,5 a 2,3 milhões de anos atrás, nas distâncias de 290 a 325 anos-luz do Sol.

Se as supernovas realmente explodiram relativamente perto do Sol, as provas devem ser encontradas não só na Terra, mas também em outras partes do Sistema Solar. Percebendo isso, uma equipe de cientistas da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, junto com colegas nos EUA, descobriram um excesso de ⁶⁰Fe em amostras lunares que retornaram à Terra atrvés das missões:  Apollo 12, 15 e 16.

O isótopo penetrou no Sistema Solar e precipitou sobre a Lua como poeira. Também é possível que  que o impacto dos raios cósmicos sobre a superfície lunar interagiram com elementos como níquel e produziram o ⁶⁰Fe, potencialmente levando à confusão.

No entanto, este tipo de interação também produziria um radioisótopo de manganês ⁵³Mn, e a taxa entre os dois produzidos por raios cósmicos é fixa.

“Então, um aumento de ⁶⁰Fe deve ser refletido em um aumento de ⁵³Mn, se o isótopo não se originou a partir de uma supernova,” diz o membro da equipe Gunther Korschinek.

Em vez disso, os pesquisadores encontraram apenas um excedente de ⁶⁰Fe, entre 10 a 60 milhões de átomos por cm².

Sendo a meia-vida do ⁶⁰Fe de 2,62 milhões de anos; em seguida, no momento em que o isótopo foi depositado, a sua abundância na Lua teria sido entre 0,8 × 10⁸ e 4 × 10⁸ por cm².

Esta concentração é semelhante ao que se verificou na Terra. “Os dados lunares são a prova objetiva de que o ⁶⁰Fe entrou no nosso Sistema Solar em torno de dois milhões de anos atrás, e foi depositado em cada objeto,” disse Korschinek.

Supernovas também podem produzir raios cósmicos composto por núcleos de ⁶⁰Fe, e novos resultados da sonda Advanced Composition Explorer da NASA identificaram um punhado destes raios cósmicos com energias entre 195 e 500 MeV.

A análise feita pela equipe liderada por Robert Binns, da Universidade de Washington, nos EUA, indica que os raios cósmicos de ⁶⁰Fe também se originou das duas supernovas nas proximidades.

O ⁶⁰Fe pode ter sido o primeiro produzido por uma explosão de supernova, com as ondas de choque da segunda acelerando os núcleos de ⁶⁰Fe para próximo da velocidade da luz.

Embora as supernovas explodiram entre 1,5 e 2,3 milhões de anos atrás, ainda é possível detectar seus raios cósmicos, porque eles têm sido sustentados pelo emaranhado campo magnético interestelar que os desviam. “É melhor pensar nos raios cósmicos acelerados por uma supernova como uma nuvem em expansão que emana a onda de choque da supernova, ao invés de uma onda de partículas que passa,” disse Binns.

Ambos resultados, juntamente com os resultados anteriores, estão estabelecendo que pelo menos duas supernovas explodiram perto do Sol nos últimos milhões de anos. Os resultados dão aos cientistas um meio de aprender mais sobre o processo de criação de elementos pesados ​​dentro de supernovas, que são soprados para o espaço e reciclados para a próxima geração de estrelas e planetas.

“Ela abre a porta para procurar outros radioisótopos de vida longa dos mesmos eventos,” disse Korschinek.

Os artigos foram publicados independentemente nas revistas Science e Physical Review Letters.

Fonte: Physics World