09/11/2015

Lua


Características orbitais

Semi-eixo maior
384.399 km (0,00257 UA)
Perigeu
363.104 Km (0,0024 UA)
Apogeu
405.696 km (0,0027 UA)
Excentricidade
0,0549
Período orbital
27,321582 dias
Período sinódico
29,530589 dias
Velocidade orbital média
1,022 km/s
Inclinação
Com a eclíptica: 5,145º
Com o equador da terra: entre 18,29º e 28,58º
Características Físicas

Diâmetro equatorial
3.474,8 km
Área da superfície
3,793 x 107 km2 (0,074 Terras)
Volume
2,1958 x 1010 km(0,020 Terras)
Massa
7,349 x 1022 kg (0,0123 Terras)
Densidade Média                 
3,34 g/cm3
Gravidade equatorial
0,1654 g
Dia sideral
27d7h43min (rotação síncrona)
Velocidade de escape
2,38 km/s
Albedo
0,1054
Temperatura
média: -53,1ºC  min: -173,1ºC  max 116,9ºC
Composição Atmosférica

Pressão atmosférica
1 μPa
Hélio
25%
Néon
25%
Hidrogénio
23%
Árgon
20%

A Lua (do latim Luna) é o único satélite natural da Terra, situando-se a uma distância de cerca de 384.405 km da Terra. O seu perigeu máximo é de 356.405 km, e o seu apogeu máximo de 406.655 Km.
Visto da Terra, o satélite apresenta fases e exibe sempre a mesma face (situação designada como acoplamento de maré), facto que gerou inúmeras especulações a respeito do teórico lado escuro da Lua, que na verdade fica iluminado quando estamos no período chamado de Lua nova. O seu período de rotação é igual ao período de translação. Não tem atmosfera, mas contém, escassamente, água em estado sólido. Como não tem atmosfera, não há erosão e a superfície da Lua mantém-se intacta durante milhões de anos, sendo apenas afectada pela colisão de meteoritos.
É a principal responsável pelos efeitos de maré que ocorrem na Terra (seguindo-se o Sol, com uma participação menor).

A formação da Lua

Muitas hipóteses têm dominado a literatura científica acerca do parentesco entre a Terra e a Lua. Nasceram ao mesmo tempo? A Lua foi captada pela Terra no acaso das trajectórias dos planetas em volta do Sol? No início da década de 1970 foi lançada uma teoria revolucionária: uma colisão gigantesca entre um pequeno planeta com as dimensões de Marte e a Terra estaria na origem do nosso satélite.

A prova pelas rochas

O envio à Terra de amostras lunares permitiu testar as teorias sobre a origem da Lua. Foi com base nesses dados que nasceu a a teoria de uma colisão entre um pequeno planeta e a Terra, numa época muito antiga da história do nosso planeta.
Quais são esses dados?
A medição da idade da Lua indica que ela é um pouco mais jovem que a Terra: passaram-se entre algumas dezenas e uma centena de milhões de anos entre a formação da Terra e a do seu satélite. Esta diferença de idades é o principal argumento a favor da hipótese de uma colisão com a Terra.
Uma segunda observação contribuiu para chegar a esta hipótese: de um modo geral, as composições químicas das lavas da Terra e da Lua são muito próximas. Verificou-se que as concentrações de elementos químicos como o níquel ou o ferro - que constituem o núcleo metálico da Terra - nos basaltos lunares são semelhantes às suas contrapartidas terrestres. No quadro da teoria de uma colisão entre um pequeno planeta e a Terra, tem portanto de admitir-se que o núcleo desta última se encontrava já formado na altura dessa colisão.
Medições confirmam esta hipótese: sabemos que a formação do núcleo da Terra foi um fenómeno extremamente rápido, da ordem dos 60 milhões de anos, e, por consequência, compatível com a idade da Lua. Antes de examinarmos os pormenores da colisão entre a Terra e a Proto-lua, passemos em revista as outras teorias, hoje todas abandonadas por incompatíveis com as observações recentes.


Hipóteses que não se confirmaram

Na falta de amostras, as primeiras teorias científicas sobre a origem da Lua apoiavam-se em observações astronómicas e geológicas.
Mencionemos primeiro a hipótese da fissão, que prevaleceu por mais de um século. A Lua ter-se-ia destacado de uma Terra em rotação demasiado rápida para conservar a sua forma esférica. A Terra ter-se-ia achatado na zona do equador, ejectando para o espaço matéria líquida.
Na década de 1960, surge uma nova hipótese: a teoria de acreção binária, segundo a qual a Lua se teria formado a partir de um anel de matéria em órbita terrestre. Esse anel teria sido constituído por detritos rochosos gerados por colisões a grande velocidade por planetesimais que erravam na vizinhança da Terra. Captados por esta, aqueles ter-se-iam mantido em órbita. Neste enxame, onde as colisões se dão a velocidades relativamente muito baixas, os detritos poderiam então ter-se acumulado por acção da sua atracção mútua e crescido lentamente até criarem um corpo maciço que acabaria de limpar a vizinhança imediata do planeta Terra.  Esta teoria explica mal a semelhança química entre os mantos da Terra e da Lua. Além disso, esbarra com uma dificuldade importante: a velocidade de rotação de um objecto que cresce ao capturar detritos em órbita  em volta da Terra diminui inexoravelmente; à semelhança de uma travagem causada por choques continuados. Ultrapassado um certo limite, a Protolua aproxima-se da Terra, devendo rapidamente entrar em colisão com ela. Esta colisão suave supõe que os dois planetas devem aglomerar-se e misturar-se. Também esta teoria foi abandonada.
Mencionemos, enfim, a hipótese da captura da Lua. Na sua passagem pelas proximidades da Terra, a Lua é capturada pela gravidade terrestre e, após uns quantos voos muito próximos da superfície, vai tornando progressivamente mais circular a sua órbita em redor da Terra.

Teoria moderna

A ideia de uma colisão da Terra com um pequeno planeta encontra hoje perfeitamente o seu nicho. Retracemos, passo a passo, as etapas deste acontecimento.
A seguir ao choque, o planeta agressor diminui de velocidade, e o calor gerado pela colisão volatiliza e pulveriza as rochas terrestres. Jactos de matérias gasosas e de blocos sólidos são projectados para uma órbita da Terra. Os gases em expansão, sob o efeito de um arrefecimento rápido, condensam-se e formam um disco de acreção. Pouco depois da colisão, o planeta agressor desagrega-se, e o núcleo metálico separa-se do manto. Volta a cair na Terra, onde é absorvido pelas rochas, deixando em órbita fragmentos cuja massa total é próxima da da Lua actual. E todos estes fenómenos se desenrolam em menos de um dia!
Assim, a semelhança química entre a Terra e a Lua encontra a sua explicação no quadro desta teoria.

O nascer de uma nova hipótese

Apesar da teoria do impacto de um planeta de dimensões idênticas às de Marte, continuar a ser a teoria mais aceite na actualidade, e que 40% da constituição da Lua se dever aos restos de Theia (planeta que supostamente embateu com a Terra), um artigo publicado a 25 de Março de 2012 na revista Nature Geoscience, mostra que novas investigações efectuadas por uma equipe dirigida por Junjun Zhang da Universidade de Chicago, sugeriu que a Lua é constituída, invés, essencialmente por material da jovem Terra.
A equipe analisou isótopos de oxigénio e confirmou que as amostras terrestres e lunares são quase idênticas, o que é inconsistente com os modelos actuais. Para além disso fez comparações entre a abundância relativa dos isótopos titânio-47 e titânio-50 nas rochas lunares e descobriu que a proporção dos dois isótopos é exactamente a mesma da Terra - cerca de 4 partes num milhão.
Entretanto, as sondas gémeas STEREO estão à procura de sinais de meteoritos com composição idêntica à da Lua e da Terra, com o objectivo de dar novas ideias sobre a formação da Lua.

Geologia lunar

O conhecimento sobre a geologia  da lua aumentou significativamente a partir da década de 1960 com as missões tripuladas e automatizadas. Apesar de todos os dados recolhidos a longo de todos esses anos, ainda há perguntas sem respostas que unicamente serão contestadas com a instalação de futuras bases permanentes e um amplo estudo sobre a superfície da lua. Graças à sua distância da terra, a Lua é o único corpo, junto com a Terra, do qual se conhece detalhadamente a sua geologia.

Faces

As partes mais próximas de um objecto em órbita em volta de um planeta sofrem uma atracção gravitacional maior deste (porque estão a uma distância menor dele) do que as mais distantes, ou seja, há um gradiente de gravidade. Isso faz com que se gere um binário que leva o objecto a acabar por ficar orientado no espaço de modo a que seja a sua parte com uma maior massa a ficar voltada para o planeta. É esse efeito que explica porque é que a Lua assume uma taxa de rotação estável que mantém sempre a mesma face voltada para a Terra. O seu centro de massa está distanciado do seu centro geométrico de cerca de 2 km na direcção da Terra.
Curiosamente, não se sabe porquê, do lado voltado para a Terra a sua crosta é mais fina quanto à amplitude de relevo e é onde estão concentrados os mares - as zonas mais planas.
As designações "continentes" e "mares" não devem ser entendidas com o mesmo significado que têm na Terra. Os continentes são escarpados e constituídos por rochas mais claras (anortositos), essencialmente formados por feldspatos, que reflectem 18% da luz incidente proveniente do Sol. Apresentam, em geral, um maior número de crateras  de impacto e ocupam a maior extensão da superfície lunar. Os mares lunares não têm água, apresentam a sua superfície mais plana do que a dos continentes, fazendo lembrar a superfície livre de um líquido. São escuros, constituídos por basaltos, reflectindo apenas cerca de 6% a 7% da luz incidente. A formação dos mares, que são mais abundantes na face visível do que na face não visível (lado escuro), relaciona-se com os impactos meteoríticos.

Crateras

A superfície da Lua possui várias crateras de impacto que se formaram quando asteróides e cometas colidiram na superfície lunar. Há cerca de meio milhão de crateras com mais de um quilómetro na Lua. A falta de uma atmosfera, o clima  e recentes processos geológicos fazem com que asteróides consigam embater na Lua com muita facilidade, o que deixa a superfície lunar cheia de crateras.
A maior cratera na Lua, que também tem a distinção de ser uma das maiores crateras conhecidas no Sistema Solar, é a Cratera Polo-Sul Aitken. Encontra-se situada no lado escuro da Lua, entre o Polo Sul e o Equador, e tem cerca de 2240 quilómetros di diâmetro. Crateras no lado visível da Lua incluem Mare Imbrium, Mare Serenitatis, Mare Crisium e Mare Nectaris.

Água

Segundo descobertas anunciadas pela Nasa, conseguidas graças à missão LCROSS, foi confirmada a existência de água em estado sólido na Lua. O aparelho carregava um estágio do foguete Cantaur, que atingiu a Lua com extrema força de impacto no dia 9 de Outubro de 2009, nas proximidades do Polo Sul lunar.
Um buraco de 30 metros de largura foi aberto, onde foram encontrados quase 100 litros de água congelada. Analisada pelo satélite LCROSS, a nuvem de vapor e poeira fina resultantes também revelou o local com fonte de grandes quantidades de hidrogénio.
A experiência faz com que os cientistas acreditem na possibilidade de haver mais água espalhada por todo o subsolo lunar do que se poderia imaginar.

Marés  

As marés não ocorrem exactamente no alinhamento entre os centros da Terra e da Lua. Os altos correspondentes ás marés altas são levados um pouco mais para a frente pela rotação da Terra. Como resultado, a força de atracção entre a Terra e a Lua não é exercida exactamente na direcção da linha entre os seus centros e isso gera um binário sobre a Terra que contraria a sua rotação (e atrasa a rotação da Terra por cerca de 0,002 segundos por século) e uma força de atracção sobre a Lua, puxando-a para a frente na sua órbita e elevando-a para uma órbita (afastando-se da Terra cerca de 3,8 cm por ano). Ou seja, há uma transferência líquida da Terra para a Lua.


Trajectória Lunar

É tentador aceitar que a trajectória da Lua roda em volta da Terra de tal modo que por vezes anda para trás.
Mesmo quando vemos uma representação da sua trajectória a nossa percepção cria-nos uma ilusão: A lua parece andar para trás. E, na verdade, ela avança sempre.
A principal razão para essa ideia errada é o facto de nas representações do sistema Solar, em que as trajectórias dos planetas são desenhados do ponto de vista do observador posicionado no Sol ao passo que também é comum representar a trajectória da Lua do ponto de vista de um observador da Terra, o que é o observado, mas acontece que esse movimento diário é aparente devido à rotação da Terra em torno do seu eixo e não da Lua propriamente dito o que contribuiria para outro conceito errado que é a suposta exist~encia de um lado escuro da Lua, quando na realidade é a face oculta.
De facto, como a força gravitacional do Sol sobre a Lua é 2,2 vezes mais forte do que a força da terra sobre a Lua, esta descreve uma elipse de afastamento constante da terra ao mesmo tempo que, devido à força gravitacional, ambos percorrem uma trajectória de translação deformada em espiral à volta do Sol. E a sua trajectória é sempre convexa: curva-se sempre na direcção do Sol. Não é esse o caso da maioria dos satélites artificiais, que fazem uma rotação em volta da Terra em menos de 2 horas. Mas a rotação da Lua em volta da Terra é umas 4 centenas de vezes mais lenta.
Tanto a Terra como a Lua estão em queda-livre em volta do centro de massa do sistema Terra-Lua (localizado dentro da terra) que, por sua vez, está em queda livre em torno do centro Sol-Terra-Lua (localizado dentro do Sol). por isso, podia ser mais esclarecedor e menos geocêntrico dizer que a Terra e a Lua rodam ligeiramente em torno do seu centro de massa comum, à medida que seguem uma órbita comum  em torno do sol. Alguns astrónomos defendem que o sistema Terra-Lua é um planeta duplo, já que a influência gravitacional do Sol é comparável com a sua interacção mútua.

Eclipses

  • Eclipse solar - ocorre quando a Lua está entre a Terra e o sol, ocultando completamente a sua luz numa estreita faixa terrestre. Um eclipse do Sol pode ser visto apenas num ponto da Terra, que move-se devido à rotação da terra e da translação da Lua. A distância da Lua em relação à Terra determina a quantidade de luz solar que é coberta, nem como a largura da penumbra e escuridão total (mais ou menos 100 Km). Essa largura estará no máximo se a Lua aparece no periélio, na qual a largura pode atingir até 270 Kms. Os eclipses totais do sol são eventos relativamente raros. Apesar de ocorrerem a cada dezoito meses, é estimado que recaem  num dado lugar apenas  a cada trezentos ou quatrocentos anos.
  • Eclipse lunar - acontece quando a Terra está entre a Lua e o Sol, sempre durante a Lua Cheia. Ao contrário dos eclipses solares, que são vistos apenas em pequenas partes do planetas, o eclipse lunar pode ser visto de várias regiões. A Lua não desaparece completamente na sombra da Terra, mesmo durante um eclipse total, podendo então, assumir uma coloração avermelhada ou alaranjada - consequência da refração e da dispersão da luz do sol na atmosfera da terra que desvia apenas certos comprimentos de onda para dentro da região da umbra. Este fenómeno também é responsáel pela coloração avermelhada que o céu assume durante o poente e o nascente.






Fontes
A Fabulosa História da Terra, Selecções Reader's Digest, 1ª edição Agosto 2002
http://lunarscience.nasa.gov/articles/the-proto-earth-may-have-been-significant-source-of-lunar-material/
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=lua-filha-da-terra
http://pt.wikipedia.org/wiki/Lua




Desejo

«O condenado à morte deixou transparecer uma alegria comovida ao saber do indulto. Mas ao cabo de algum tempo, acentuando-se as melhora...