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Amostras lunares resolvem o mistério da existência de um campo magnético da Lua

Pesquisa pode ajudar na elaboração de novos experimentos lunares com base em dados que serão coletados pela missão Artemis.
Lua

Créditos: Nasa/Goddard Space Flight Center

Em 2024, uma nova era de exploração espacial começará, quando a Nasa enviar astronautas à Lua como parte de sua missão Artemis, uma continuação das missões Apollo das décadas de 1960 e 1970.

Algumas das maiores questões que os cientistas esperam explorar incluem determinar quais recursos são encontrados no solo da lua e como eles podem ser usados ​​para dar suporte à vida.

Em um artigo publicado na revista Science Advances, pesquisadores da Universidade de Rochester, liderando uma equipe de colegas em sete outras instituições, relatam suas descobertas sobre um fator importante que influencia os tipos de recursos que podem ser encontrados na lua: será que a Lua já teve um campo magnético de longa duração em qualquer ponto de sua história de 4,53 bilhões de anos?

A presença ou ausência deste escudo protetor é importante, pois oferece uma blindagem contra a radiação solar prejudicial. Agora, as descobertas da equipe contradizem algumas suposições de longa data.

“Este é um novo paradigma para o campo magnético lunar”, disse o principal autor do artigo John Tarduno, o professor de geofísica e reitor de pesquisa em Artes, Ciências e Engenharia na Universidade de Rochester.

A LUA JÁ TEVE UM CAMPO MAGNÉTICO?

Por anos, Tarduno tem sido um líder no campo do paleomagnetismo. Ele estuda o desenvolvimento do campo magnético da Terra como um meio de compreender a evolução planetária e as mudanças ambientais.

O campo magnético da Terra se origina nas profundezas do núcleo do planeta. Lá, o ferro líquido em turbilhão gera correntes elétricas, impulsionando um fenômeno chamado geodínamo, que produz o campo magnético. Apesar de ser invisível, os pesquisadores reconhecem que sua existência é vital para a presença de vida na superfície da Terra, pois protege nosso planeta dos fluxos de radiação do sol.

Mas o satélite natural da Terra já teve um e campo magnético? Embora não o possua atualmente, há um debate sobre a possibilidade deste escudo ter envolvido o astro em algum momento de sua história.

“Desde as missões Apollo, surgiu a ideia de que a Lua tinha um campo magnético tão forte ou até mais forte do que o campo magnético da Terra cerca de 3,7 bilhões de anos atrás”, explica Tarduno.

Esta crença tem como base um conjunto de dados da década de 1970. Eles continham análises de amostras coletadas durante as missões Apollo, que apresentavam magnetização consistente com a presença de um geodínamo, segundo acreditavam os pesquisadores.

No entanto, alguns fatores, desde então, trouxeram certa hesitação. “O núcleo da lua é muito pequeno e dificilmente conseguiria produzir esse tipo de campo magnético”, aponta Tarduno. “Além disso, as medições anteriores não foram conduzidas usando experimentos de aquecimento, mas outras técnicas que podem não registrar com precisão o campo magnético. ”

QUANDO AS AMOSTRAS LUNARES ENCONTRAM LASERS

Tarduno e seus colegas testaram amostras coletadas em missões anteriores da Apollo. Porém, dessa vez, aplicaram lasers de CO2 para aquecer as amostras lunares por um curto período de tempo. O método lhes permitiu evitar a alteração das amostras. Eles, então ,usaram magnetômetros supercondutores altamente sensíveis para medir com mais precisão os sinais magnéticos das amostras.

“Os portadores magnéticos das amostras lunares são bastante suscetíveis a alterações”, disse Tarduno. “Após as aquecermos com lasers, não há evidências de alteração em nossas medições. Portanto, evitamos os problemas que teriam ocorrido no passado.”

Os pesquisadores determinaram que a magnetização nas amostras pode ser o resultado do impacto de objetos como meteoritos ou cometas, em vez de um produto da magnetização causada pelo campo magnético. Outras amostras analisadas tinham o potencial de mostrar forte magnetização na presença de um campo magnético. Mas não o fizeram, indicando que a Lua nunca possuiu um campo magnético prolongado.

“Se houvesse um campo magnético, todas as amostras que estudamos deveriam ter adquirido magnetização”, explicou Tarduno. “É possível concluir com bastante segurança que a Lua não tinha um campo de dínamo de longa duração.”

A FALTA DE UM CAMPO MAGNÉTICO SIGNIFICA ABUNDÂNCIA DE CERTOS ELEMENTOS

Sem a proteção de um campo magnético, a Lua está suscetível ao vento solar. Isso ter levado à implantação de uma variedade de elementos voláteis, que evaporam com facilidade, no solo lunar. Essa categoria de elementos inclui carbono, hidrogênio, água e hélio 3, um isótopo de hélio que não está presente em abundância na Terra.

“Nossos dados indicam que devemos olhar para o limite superior das estimativas de hélio 3, pois a falta de um campo magnético significa que a superfície lunar é atingida por mais fluxos de radiação solar, resultando em reservatórios muito mais profundos de hélio 3 do que prevíamos anteriormente”, disse Tarduno.

A pesquisa pode ajudar a informar uma nova onda de experimentos lunares com base em dados que serão coletados pela Artemis. Os dados de amostras obtidas durante a missão permitirão que cientistas e engenheiros estudem a presença de elementos voláteis e consigam determinar se esses materiais podem ser extraídos para uso humano. O hélio 3, por exemplo, é atualmente usado em imagens médicas e criogenia, além de ser também uma possível futura fonte de combustível.

A falta de blindagem magnética também significa que os solos lunares antigos podem conter registros das emissões passadas de radiação solar. Analisar os núcleos das amostras poderia, portanto, fornecer aos cientistas uma melhor compreensão da evolução do Sol.

“Com base em nossa pesquisa, os cientistas podem pensar com mais propriedade sobre o próximo conjunto de experimentos lunares a serem realizados”, disse Tarduno. “Esses experimentos podem se concentrar nos recursos lunares atuais e como podemos usá-los e também no registro histórico do que está preso no solo lunar.”

 

Publicado em 10/08/2021

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