Luas de Urano e Júpiter guardam pistas de gigante expulso do Sistema Solar

Nova pesquisa sugere que as luas de Júpiter e Urano podem indicar que o Sistema Solar já abrigou um terceiro gigante de gelo

Um estudo publicado na revista Icarus indica que as luas de Júpiter e Urano podem guardar evidências indiretas da existência de um planeta que teria desaparecido do Sistema Solar primitivo. De acordo com a pesquisa, é possível que, há bilhões de anos, nossa região cósmica tenha abrigado um terceiro gigante de gelo além de Urano e Netuno, que posteriormente teria sido expulso para o espaço devido a interações gravitacionais intensas.

O trabalho, liderado pelo cientista planetário Matthew Clement, da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, investigou como as luas de Júpiter e Urano conseguiram sobreviver a um período extremamente instável da história do Sistema Solar.

Os pesquisadores defendem que, entre três e quatro bilhões de anos atrás, os planetas gigantes não ocupavam suas posições atuais e estavam muito mais próximos do Sol e entre si. Ao longo do tempo, essas interações gravitacionais provocaram uma migração gradual, levando esses corpos celestes até suas órbitas atuais.

Luas de Júpiter apresentam ressonância orbital
Para estudar esse cenário, os pesquisadores desenvolveram 122 simulações computacionais do Sistema Solar primitivo. Cada uma delas testava diferentes combinações de número de planetas gigantes, massas e trajetórias orbitais. Em seguida, os modelos foram repetidos várias vezes para identificar quais resultados mais se aproximavam da configuração atual do Sistema Solar.

O principal foco do trabalho foi o comportamento das luas de Júpiter e Urano. Segundo os autores, esses satélites naturais funcionam como registros do passado, já que provavelmente permaneceram em órbitas relativamente estáveis ao longo de bilhões de anos.

As luas de Júpiter chamaram atenção especial da equipe por apresentarem um fenômeno conhecido como ressonância orbital, no qual seus movimentos ficam sincronizados de forma extremamente precisa. Os cientistas acreditam que essa configuração levou muito tempo para se estabelecer e só teria permanecido intacta se o sistema não tivesse passado por grandes perturbações extremas.

Além disso, as crateras observadas nesses corpos celestes sugerem que eles são extremamente antigos, reforçando a hipótese de que sobreviveram praticamente intactos a quase toda a evolução do Sistema Solar, sem sofrer mudanças estruturais significativas.

Pesquisas anteriores já haviam buscado reconstituir o deslocamento dos planetas gigantes a partir da análise de asteroides e de objetos localizados no Cinturão de Kuiper. Esses corpos menores ajudam os astrônomos a compreender como as forças gravitacionais modificaram as órbitas ao longo de bilhões de anos. No entanto, as luas de Júpiter e Urano fornecem evidências ainda mais significativas sobre esse período turbulento da história do Sistema Solar.

Simulações surpreendem pesquisadores
Os resultados das simulações surpreenderam a equipe. As luas de Júpiter conseguiram sobreviver em menos de 15% dos cenários analisados, enquanto as luas de Urano resistiram em aproximadamente 9% das simulações realizadas.

Os pesquisadores também observaram que os cenários que favoreciam a estabilidade de um sistema de luas geralmente comprometiam o outro. Quando as condições eram favoráveis para as luas de Júpiter, as de Urano tendiam a ser prejudicadas, e o mesmo padrão ocorria na direção oposta.

Apenas cerca de 1% dos modelos permitiu a sobrevivência simultânea dos dois sistemas de satélites naturais. Em todos esses casos, havia um elemento em comum: a presença de um terceiro gigante de gelo nos estágios iniciais da formação do Sistema Solar.

De acordo com o estudo, esse planeta adicional provavelmente tinha características semelhantes às de Urano e Netuno. Em algum momento do primeiro bilhão de anos de existência do Sistema Solar, Júpiter teria se aproximado dele a uma distância estimada de cerca de 7 milhões de quilômetros.

Essa interação gravitacional teria sido intensa o bastante para expulsar o planeta de forma definitiva do Sistema Solar. Desde então, ele possivelmente permanece vagando sozinho pelo espaço interestelar, sem estar ligado a nenhuma estrela.

Planeta perdido pode ter ajudado a salvar as luas de Júpiter e Urano
Curiosamente, a possível existência desse planeta perdido pode ter sido essencial para a preservação das luas de Júpiter e Urano. Sua presença teria influenciado a dinâmica dos demais planetas gigantes, reduzindo a intensidade de certos encontros gravitacionais mais destrutivos.

Segundo os pesquisadores, isso também teria encurtado o período de instabilidade orbital entre os gigantes do Sistema Solar. Com menos perturbações extremas, as chances de sobrevivência dos sistemas de satélites aumentaram significativamente.

No caso de Júpiter, o encontro com esse planeta hipotético provavelmente causou uma desorganização temporária nas órbitas de algumas de suas luas. Ainda assim, a perturbação não teria sido suficiente para provocar colisões ou expulsões desses satélites.

Com o tempo, os cientistas acreditam que essas luas puderam reajustar suas trajetórias e recuperar a configuração orbital sincronizada observada atualmente.

Urano também teria passado por eventos intensos em sua história inicial. O planeta possivelmente sofreu uma colisão de grande escala que o inclinou drasticamente, deixando-o quase “de lado”, uma característica que ainda intriga os astrônomos.

Além disso, Urano e suas luas foram afetados pela migração dos planetas gigantes. Mesmo assim, essas perturbações não teriam sido suficientes para destruir completamente seu sistema de satélites naturais.

Os autores do estudo ressaltam que o número inicial de gigantes de gelo pode ser um fator fundamental para explicar a evolução do Sistema Solar. Nas simulações realizadas, os cenários que incluíam um planeta adicional produziram resultados mais próximos das observações atuais.

Ainda assim, os pesquisadores reconhecem que pode nunca ser possível reconstruir com precisão absoluta o que ocorreu há bilhões de anos, já que pequenas variações iniciais nas posições e velocidades dos planetas podem gerar trajetórias completamente diferentes ao longo do tempo.

Fonte: Olhar Digital