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Lua

 

Lua Moon symbol
Lua
Satélite Terra
Características orbitais
Excentricidade0,0549
Período orbital 
Velocidade orbital média13,741 km/s
Inclinação5,1454°
Características físicas
Diâmetro equatorial3.474,8 km
Área da superfície37,93 km²
Volume1,6×1010 km³
Massa7,349 x 10 22 kg
Densidade média3,34 g/cm³
Gravidade equatorial1,62 g
Dia sideral27 d 7 h 43 min (rotação síncrona)
Velocidade de escape2,0 km/s
Albedo0,12
Intervalo de Temperatura-ºC a -ºC
média: -ºC
Composição da Atmosfera
Pressão atmosférica1 µPa
Hélio
Neônio
Hidrogênio
Argônio
25%
25%
23%
20%

Lua

A Lua fotografada por um telescópio doméstico de 180mm e ocular de 9mm usando uma câmera comum de 8 megapixels.

 

A Lua (do latim Luna) é o único satélite natural da Terra, situando-se a uma distância de cerca de 384.405 km do nosso planeta.

Segundo a última contagem, mais de 150 luas povoam o sistema solar: Netuno é cercada por 13 delas; Saturno tem 48; Júpiter possui 62. A Lua terráquea não é a maior de todo o Sistema Solar - Titã, uma das luas de Saturno, tem o dobro de seu tamanho - mas é a maior em relação ao seu planeta. Com 1/4 do tamanho da Terra e 1/6 de sua gravidade, é o único corpo celeste visitado por seres humanos e onde a NASA (sigla em inglês de National Aeronautics and Space Administration) pretende implantar bases permanentes.

Visto da Terra, o satélite apresenta fases e exibe sempre a mesma face (situação designada como acoplamento de maré), fato 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. Seu período de rotação é igual ao período de translação. A Lua não tem atmosfera e apresenta, embora muito escassa, água no estado sólido (em forma de cristais de gelo). Não tendo atmosfera, não há erosão e a superfície da Lua mantém-se intacta durante milhões de anos. É apenas afetada pelas colisões com meteoritos.

É a principal responsável pelos efeitos de maré que ocorrem na Terra, em seguida vem o Sol, com uma participação menor. Pode-se dizer do efeito de maré aqui na Terra como sendo a tendência de os oceanos acompanharem o movimento orbital da Lua, sendo que esse efeito causa um atrito com o fundo dos oceanos, atrasando o movimento de rotação da Terra cerca de 0,002 s por século, e, como conseqüência, a Lua se afasta de nosso planeta em média 3 cm por ano.

A Lua é, proporcionalmente, o maior satélite natural do nosso Sistema Solar. Sua massa é tão significativa em relação à massa da Terra que o eixo de rotação do sistema Terra-Lua encontra-se muito longe do eixo central de rotação da Terra. Alguns astrônomos usam este argumento para afirmar que vivemos em um dos componentes de um planeta duplo, mas a maioria discorda, uma vez que para que um sistema planetário seja duplo é necessário que seu eixo de rotação esteja fora dos dois corpos.

Formação da Lua

Concepção artística do Big splash - Formação da lua

Concepção artística do Big splash.

A origem da Lua é incerta, mas as similaridades no teor dos elementos encontrados tanto na Lua quanto na Terra indicam que ambos os corpos podem ter tido uma origem comum. Nesse aspecto, alguns astrônomos e geólogos alegam que a Lua teria se desprendido de uma massa incandescente de rocha liquefeita primordial, recém-formada, através da força centrífuga.

Outra hipótese, atualmente a mais aceita, é a de que um planeta desaparecido e denominado Theia, aproximadamente do tamanho de Marte, ainda no princípio da formação da Terra, teria se chocado com nosso planeta. Tamanha colisão teria desintegrado totalmente o planeta Theia e forçado a expulsão de pedaços de rocha líquida. Esses pequenos corpos foram condensados em um mesmo corpo, o qual teria sido aprisionado pelo campo gravitacional da Terra. Esta teoria recebeu o nome de Big Splash.

Há ainda um grupo de teóricos que acreditam que, seja qual for a forma como surgiram, haveria dois satélites naturais orbitando a Terra: o maior seria a Lua, e o menor teria voltado a se chocar com a Terra, formando as massas continentais.

Geologia lunar

O conhecimento sobre a geologia da lua aumentou significantemente a partir da década de 1960 com as missões tripuladas e automatizadas. Apesar de todos os dados recolhidos ao 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 a sua distância da Terra, a Lua é o único corpo, junto com a Terra, que se conhecem detalhadamente sua geologia. As missões tripuladas Apollo contribuíram com a recoleção de 382 kg de rochas e mostras do solo, dos quais seguem sendo o objeto de estudo para a compreensão sobre a formação de corpos celestes.

Solo

Ilustração esquemática da estrutura interna da Lua.

Ilustração esquemática da estrutura interna da Lua.

As explorações e os estudos do solo da Lua levaram os cientistas a concluir que a queda de meteoros em sua superfície desprotegida de atmosfera é a principal causa de seu solo ser esburacado já que atmosfera pode frear ou diminuir a velocidade desses objetos, ao colidirem, razão pela qual abrem mais crateras contra a superfície lunar do que na terra.

Faces

As partes mais próximas de um objeto em órbita em volta de um planeta sofrem uma atração gravitacional maior deste (porque estão a uma menor distância dele) do que as mais distantes, ou seja, há um gradiente de gravidade. Isso faz com que se gere um binário que leva o objeto 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 direção 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 refletem 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, refletindo 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.

Lado visível da Lua Lado escuro da Lua

Lado visível da Lua

 

Lado escuro da Lua

Marés

Esquema mostrando a influência da Lua nas marés terrestres.

As marés altas não ocorrem exatamente no alinhamento entre os centros da Terra e da Lua. Os altos correspondentes às marés altas são levados um pouco mais para a frente pela rotação da Terra.

Como resultado disso, a força de atração entre Terra e Lua não é exercida exatamente na direção 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 atração 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 de energia da Terra para a Lua.

Eventualmente este efeito fará com que o alto da maré acabe por ficar exatamente alinhado com a linha Terra-Lua e a partir daí o efeito de travagem causado pelo binário acabará. Mas nessa altura a Terra fará uma rotação exatamente no mesmo tempo em que a Lua faz uma rotação em volta da Terra: a Terra mostrará sempre a mesma face à Lua. Como as marés originadas pela Terra na Lua são muito mais fortes, a rotação da Lua já foi travada de modo a ela nos mostrar sempre a mesma face, desaparecendo um binário que já terá existido. A mesma coisa aconteceu já à maioria dos satélites do sistema solar.

Exploração lunar

Astronauta Buzz Aldrin fotografado por Neil Armstrong durante a missão Apollo 11, em 20 de Julho de 1969.

No início da década de 1960 o presidente John F. Kennedy colocou como meta para os Estados Unidos da América o envio de um Homem à Lua antes do fim da década. Este desafio foi concretizado no projeto Apollo. Em 20 de Julho de 1969 Neil Armstrong tornou-se o primeiro Homem a caminhar na Lua. Existem grupos que duvidam deste evento, alegando ser a aterrisagem na Lua transmitida pela televisão em um cenário montado, e todo o evento teria sido usado como propaganda do regime estadunidense durante a Guerra Fria.

Trajetória lunar

Trajetória lunar

A trajetória real da Lua.

É tentador aceitar que a trajetória da Lua roda em volta da Terra de tal modo que por vezes anda para trás. Mesmo quando vemos uma representação da sua trajetória como a que se mostra na animação seguinte, a nossa percepção cria-nos uma ilusão: A Lua parece andar para trás. E, na verdade, (mesmo nesta animação, em que a sua trajetória é representada como uma curva sinusoidal) ela avança sempre.

Fases da lua

Fases da Lua.

A principal razão para essa ideia errada é o fato de nas representações do sistema solar, em que as trajetórias dos planetas são desenhadas do ponto de vista do observador posicionado no Sol ao passo que também é comum representar a trajetória da Lua do ponto de vista de um observador na 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 com outro conceito errado que é a suposta existência de um lado escuro da Lua, quando na realidade é a face oculta.

De fato, como a força gravitacional do Sol sobre a Lua é 2,2 vezes mais forte do que a exercida pela Terra, a Lua descreve uma elipse de afastamento constante da Terra ao mesmo tempo que, devido a força gravitacional, ambos percorrem uma trajetória de translação deformada em espiral a volta do Sol. E a sua trajetória é sempre convexa: curva-se sempre na direção 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.

Ilustração do Sol, da Lua e da Terra

Ilustração do Sol, da Lua e da Terra.

A figura abaixo descreve melhor o que realmente acontece. É mais esclarecedor visualizar o movimento da Lua como se ela fosse uma mota que acompanha um automóvel (a Terra), ambos em movimento numa mesma estrada. A mota, uma vez por mês acelera e ultrapassa o automóvel pela direita e depois deixa-se ficar para trás pela esquerda. De fato, a Lua, quando fica para trás (quarto crescente) é acelerada pela atração gravítica da Terra e quando se adianta (quarto minguante) é travada pela força de gravidade da Terra.

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 de massa do sistema 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 a uma órbita comum em torno do Sol. Alguns astrônomos defendem aliás que o sistema Terra-Lua é um planeta duplo, já que a influência gravitacional do Sol é comparável com sua interação mútua.

A animação acima mostra o tamanho relativo da separação do sistema Terra-Lua. O feixe de luz, representado pela linha amarela, mostra o período que a luz leva pra seguir da Terra para a Lua: 1.255 segundos.

A Lua e a trajetória da Terra

Quando a Lua está em quarto minguante, a Lua está à frente da Terra. Como a distância da Terra à Lua é de cerca de 384404 km e a velocidade orbital da Terra é de cerca de 107 mil km/h, a Lua encontra-se num ponto onde a Terra vai estar daí a cerca de 3 horas e meia. Do mesmo modo, quando vemos a Lua em quarto crescente, ela encontra-se aproximadamente no ponto do espaço «onde nós estávamos» 3 horas e meia antes!

O brilho lunar

Lua durante a noite terrestre.

Lua durante a noite terrestre.

O brilho da Lua, também conhecido como luar, não diminui para metade quando ela está em quarto. O seu brilho é apenas 1/10 do que ela tem quando está cheia. Isso deve-se ao relevo da Lua: quando ela está em quarto as partes mais elevadas projetam sombras nas partes menos elevadas e reduzem a quantidade de luz solar refletida na direção da Terra.


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