Uma análise inédita de amostras coletadas no lado oculto da Lua revelou que a magnetosfera da Terra influencia diretamente a forma como o vento solar atinge a superfície lunar.

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O estudo, publicado na revista Nature Geoscience, mostra que os dois hemisférios da Lua são expostos a partículas solares com velocidades e energias diferentes, deixando marcas distintas preservadas no solo lunar.

A pesquisa foi realizada por cientistas liderados pelo Instituto de Geologia e Geofísica (IGG) da Academia Chinesa de Ciências (CAS, na sigla em inglês), com base no regolito trazido pela missão chinesa Chang’e-6.

Solo lunar registra bilhões de anos de bombardeio solar

• O vento solar é um fluxo contínuo de partículas carregadas de alta velocidade emitidas pelo Sol que atinge diretamente a superfície da Lua há bilhões de anos;
• Segundo os pesquisadores, o regolito — camada de solo e fragmentos rochosos que cobre a superfície lunar — funciona como um arquivo natural desse bombardeio, preservando elementos voláteis provenientes do vento solar, incluindo gases nobres, como:
  • Hélio;
  • Neônio;
  • Argônio;
  • Criptônio;
  • Xenônio.
• Por serem quimicamente inertes, esses gases constituem marcadores altamente confiáveis para estudar como o vento solar foi incorporado ao solo lunar ao longo do tempo.

Amostras inéditas do lado oculto permitiram comparação direta

Até agora, a ausência de amostras do lado oculto da Lua impedia comparações diretas entre os efeitos do vento solar nos dois hemisférios. Esse cenário mudou com a missão chinesa Chang’e-6, que retornou à Terra com 1,935 grama de regolito coletado na bacia Polo Sul-Aitken, localizada no lado oculto do satélite natural.

As amostras ofereceram, pela primeira vez, a oportunidade de comparar diretamente os processos de implantação do vento solar entre o lado voltado para a Terra e o lado oposto.

A equipe de pesquisa, liderada pelo pós-doutorando Zhang Xuhang, sob orientação do professor He Huaiyu, ambos do IGG, analisou a composição isotópica dos gases nobres presentes nas amostras. O trabalho contou ainda com pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e da equipe responsável pela carga útil de voláteis da missão Chang’e-7.

Lado oculto apresenta assinatura isotópica diferente

Durante a análise, os cientistas identificaram diferenças marcantes na composição isotópica do neônio presente nas amostras do lado oculto. A razão média entre os isótopos 20Ne e 22Ne foi de 11,34 ± 0,22, valor significativamente inferior ao encontrado em todas as amostras anteriormente coletadas no lado próximo da Lua.

Segundo os pesquisadores, esse resultado se aproxima da composição isotópica teoricamente esperada após um intenso processo de fracionamento provocado pelo vento solar. Isso indica que o lado oculto passou por um fracionamento isotópico mais intenso, favorecendo o enriquecimento do isótopo mais pesado.

Diferenças também foram observadas no comportamento do criptônio e do xenônio. Nos experimentos de aquecimento gradual realizados em laboratório, o xenônio proveniente do vento solar presente nas amostras da Chang’e-6 foi liberado predominantemente em temperaturas elevadas, formando um único pico de liberação.

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Já as amostras coletadas anteriormente pela missão Chang’e-5, no lado próximo da Lua, apresentaram dois picos distintos, com liberação significativa tanto em baixas quanto em altas temperaturas.

Segundo os autores, esse comportamento indica que os íons do vento solar penetraram significativamente mais profundamente no regolito do lado oculto, evidenciando que essa região foi exposta a partículas de maior energia.

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Magnetosfera terrestre reduz velocidade do vento solar

Para explicar essa diferença, os pesquisadores atribuem o fenômeno ao chamado efeito de “controle de velocidade” exercido pela magnetosfera da Terra.

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Durante sua órbita, a Lua atravessa periodicamente a magnetobainha, uma região de transição ao redor da magnetosfera terrestre. Nessa área, o vento solar sofre desaceleração, reduzindo sua velocidade típica de aproximadamente 400 quilômetros por segundo para cerca de 200 quilômetros por segundo.

Esse vento solar mais lento atinge principalmente o lado da Lua voltado para a Terra, fazendo com que as partículas penetrem menos profundamente no solo.

O lado oculto, por outro lado, permanece continuamente voltado para longe da Terra e, por isso, fica exposto diretamente ao vento solar não perturbado, permitindo que partículas de maior energia atinjam camadas mais profundas do regolito.

Com base nas análises, os pesquisadores estimam que cerca de 25% de toda a exposição ao vento solar registrada no local de pouso da missão Chang’e-5 foi influenciada por esse vento solar desacelerado pela magnetosfera terrestre. Já o local de pouso da Chang’e-6 não teria sofrido esse efeito de proteção.

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Descoberta pode ajudar a reconstruir a história da magnetosfera terrestre

Segundo os autores, o estudo fornece a primeira evidência empírica direta, baseada em amostras do lado oculto da Lua, de que a magnetosfera da Terra controla a velocidade do vento solar que atinge a superfície lunar.

Esse efeito ficou preservado tanto na profundidade de implantação das partículas quanto nas assinaturas isotópicas dos gases nobres presentes no regolito. Os pesquisadores afirmam ainda que esses gases nobres podem funcionar como “registros fósseis” das interações entre a magnetosfera terrestre e o vento solar ao longo da história.

Quando combinados com registros paleomagnéticos, esses vestígios poderão oferecer uma nova forma de reconstruir a evolução da magnetosfera da Terra ao longo de milhões de anos.

Para a equipe, os resultados também demonstram que as interações entre o Sol, a Terra e a Lua são mais complexas do que se imaginava anteriormente.

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Segundo os pesquisadores, as novas evidências abrem uma nova janela para compreender essas dinâmicas antigas, mostrando que o satélite natural da Terra preserva registros até então desconhecidos da história das interações entre os três corpos celestes.

Rodrigo Mozelli

Rodrigo Mozelli é jornalista formado pela Universidade Metodista de São Paulo (UMESP) e, atualmente, é redator do Olhar Digital.

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