A missão Chandrayaan-3 da Índia forneceu as primeiras medições da composição do solo perto do pólo sul da lua 1. Os minerais encontrados fornecem mais evidências de que a superfície lunar foi completamente derretida logo após a formação da lua.

O Módulo de pouso Chandrayaan-3 Vikram pousou na superfície em 23 de agosto de 2023. Ele implantou um rover chamado Pragyan, que coletou dados que vão desde temperatura até medições sismológicas ao longo de 10 dias.

Pragyan também estudou a composição química do regolito: o material fino que cobre grande parte da superfície lunar. O rover parou 23 vezes e implantou um instrumento chamado Alpha Particle X-ray Spectrometer (APXS).

Santosh Vadawale, astrônomo de raios X do Laboratório de Pesquisa Física em Ahmedabad, na Índia, e seus colegas analisaram os dados de radiação coletados pelo APXS e usaram essas informações para identificar os elementos no regolito e suas abundâncias relativas, que por sua vez revelaram a composição mineral do solo. A equipe descobriu que todas as 23 amostras eram compostas principalmente de ferroanortosita, um mineral comum na Lua. Os resultados foram anunciados hojeNaturezapublicado.

“É mais ou menos o que esperávamos com base nos dados orbitais, mas é sempre bom obter a verdade real”, diz Lindy Elkins-Tanton, cientista planetária da Universidade Estadual do Arizona, em Tempe.

Landers anteriores alcançaram resultados semelhantes. No entanto, as amostras do Chandrayaan-3 são as primeiro da região subpolar: sondas anteriores visitaram zonas equatoriais e de latitude média. Juntos, isto sugere que a composição do regolito é uniforme em toda a superfície lunar.

Vadawale diz que esta é uma confirmação direta de que a superfície lunar era um mar de magma derretido imediatamente após a sua formação. A teoria do mar de magma lunar foi proposta pela primeira vez por dois grupos independentes em 1970, após analisar rochas coletadas no pouso da Apollo 11 em 1969.

Origem da lua

O melhor modelo para a origem da Lua sugere que a Terra recém-formada foi atingida por um grande impactador chamado Theia, que vaporizou a superfície do planeta e ejetou uma grande quantidade de material para a órbita. O material disperso rapidamente se aglomerou e formou a lua. Esta teoria do impacto explica porque as rochas lunares têm uma composição isotópica semelhante à da Terra.

O material que formou a lua tinha muita energia que precisava ser dissipada. Este escapou na forma de calor e derreteu a superfície da jovem lua em um mar de magma. Densas rochas máficas ricas em metais como o magnésio afundaram no interior da lua. Rochas mais leves, incluindo o anortosito, flutuaram para cima, formando terras altas semelhantes às visitadas pelo Chandrayaan-3.

“Isso apoia ainda mais a hipótese do mar de magma lunar”, diz Mahesh Anand, cientista planetário da Open University em Milton Keynes, Reino Unido.

Vadawale e seus colegas descobriram que suas amostras continham quantidades elevadas de magnésio em comparação com os níveis de cálcio. Isto sugere que materiais máficos mais profundos foram misturados ao regolito.

Os pesquisadores atribuem isso aos eventos que formaram uma enorme cratera de impacto chamada Bacia do Pólo Sul-Aitken, cuja borda fica a 350 quilômetros do local de pouso do Chandrayaan-3. “Quando se cria uma cratera de impacto tão grande, é suposto escavar alguns materiais mais profundos”, diz Vadawale, porque o impactor penetra profundamente na crosta. Este material mais profundo e rico em magnésio teria sido distribuído por uma grande área, alterando ligeiramente a composição do regolito que Pragyan estudou.

Um problema com esta ideia, no entanto, é que a Bacia do Pólo Sul-Aitken parece ser dominada por um mineral chamado piroxênio, o que não se enquadra nos dados de Pragyan, diz Anand. O esclarecimento provavelmente exigirá o retorno de amostras à Terra, diz ele.

A próxima missão Chandrayaan, que está em fase inicial de desenvolvimento, pretende fazer exatamente isso.

“Para mim, esta é uma história sobre o Sucesso do programa espacial indiano diz Elkins-Tanton.