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A lua pode estar escondendo uma história de antigas explosões de supernovas
Agora é possível separar a poeira de supernova na Lua da sujeira lunar em que está misturada, graças a um novo modelo de computador que abre a superfície da Lua como uma cápsula do tempo contendo detalhes sobre a história das explosões de supernovas perto da Terra enquanto nosso sistema solar viajava pelo espaço enquanto orbitava a galáxia.
Quando estrelas explodir como um supernovaeles cobrem o espaço com detritos, alguns dos quais na forma de radioativo isótopos viajando em alta velocidade. Alguns destes radioisótopos entram no sistema solar cair em todos os planetas e luas, incluindo a Terra e sua lua. Estudos de radioisótopos em sedimentos do fundo do mar na Terra, juntamente com aqueles encontrados em amostras de sujeira lunar – o que os cientistas chamam de “regolito” – trazidas pelo Apolo missões apontam para dois picos recentes na atividade de supernovas, 2,3 e 7,3 milhões de anos atrás.
“Acho lindo que os restos de estrelas passadas possam ser usados para navegar na vasta história da nossa Terra–lua vizinhança, se tivermos conhecimento de como ler a poeira estelar”, disse a cientista planetária Emily Costello, da Universidade do Havaí em Mānoa, em um declaração.
No entanto, devido ao processo de erosão e subducção através das placas tectónicas, a maioria dos registos terrestres de actividade de supernovas na nossa vizinhança cósmica foram perdidos e registos fiáveis na Terra datam apenas de cerca de 10 milhões de anos. A lua da Terra, no entanto, é uma história diferente. Como a Lua não tem atmosfera, não há erosão eólica ou chuvosa, nem há placas tectônicas. A Lua, portanto, deverá acolher um registo de actividade de supernovas que remonta a 80-100 milhões de anos, ou até mais.
No entanto, embora a Lua não tenha o estilo de erosão da Terra, ela experimenta o que os cientistas planetários chamam de “jardinagem de impacto”. Isto ocorre quando os impactos de objetos que variam em tamanho de micrometeoritos microscópicos para grande asteróidesvira o regolito, misturando tudo, incluindo os detritos radioativos da supernova.
Para desvendar tudo isto e descobrir a que profundidades vários radioisótopos foram misturados, a equipa de Costello desenvolveu um modelo matemático que pode descodificar quais os tesouros que existem no regolito lunar.
“Para modelar a jardinagem de impacto, temos que equilibrar uma rede complexa de mecanismos físicos, incluindo compactação de impacto, escavação, decaimento radioativo e intemperismo espacial, todos operando simultaneamente dentro de um modelo contínuo único e elegante”, disse Costello.
“Nosso modelo matemático trata a jardinagem de impacto lunar como uma competição entre as forças que enterram o solo e os impactos que o escavam de volta. Ele também leva em conta o decaimento radioativo dos remanescentes estelares enquanto mapeia exatamente quando e onde a nova poeira estelar foi entregue por supernovas episódicas.”
A equipe de Costello validou seu modelo comparando suas previsões para a concentração profunda de radioisótopos de supernova com o que é encontrado nos sedimentos do fundo do mar da Terra e no Amostras Apollo.
“Quando compartilhei pela primeira vez os resultados do meu modelo, meus colegas ficaram surpresos com a correspondência entre o modelo e as medições”, disse Costello, “Este nível de fidelidade entre as observações empíricas e um modelo físico é emocionante e notável.”
Seu modelo previu com precisão o perfil de concentração de profundidade do ferro-60 encontrado nas amostras de regolito da Apollo, bem como de elementos pesados como plutônio-244, iodo-129, háfnio-182 e cúrio-247 que foram todos enterrados ao longo do tempo.
Contudo, a verdadeira ciência começará quando o futuro Ártemis os astronautas trarão novas amostras lunares das profundezas da superfície nos próximos anos.
“Estas futuras amostras retiradas da Lua, quando consideradas em conjunto com o nosso modelo de jardinagem, poderão revelar novas informações sobre um capítulo incalculável da história das supernovas”, disse Costello. “Compreender a física da mistura do regolito garante que, quando futuros astronautas retornarem a núcleos mais profundos, possamos ler adequadamente as camadas embaralhadas para reconstruir a história da jornada do nosso sistema solar através do galáxia.”
As descobertas foram publicadas em 14 de agosto em Cartas de revisão física.
