Um estudo publicado na revista Icarus sugere que as luas de Júpiter e Urano podem conter pistas sobre a existência de um planeta perdido no passado do Sistema Solar. Segundo a pesquisa, bilhões de anos atrás, nossa vizinhança cósmica talvez abrigasse um terceiro gigante de gelo, além de Urano e Netuno, e que esse mundo teria sido expulso para o espaço após uma série de interações gravitacionais violentas.

Liderada pelo cientista planetário Matthew Clement, da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, a equipe buscou entender como as luas de Júpiter e Urano conseguiram sobreviver a um período extremamente turbulento da história do Sistema Solar.

Os cientistas acreditam que, entre três e quatro bilhões de anos atrás, os planetas gigantes orbitavam muito mais próximos do Sol e também uns dos outros. Com o tempo, interações gravitacionais fizeram esses mundos migrarem lentamente até alcançarem suas posições atuais.

Ilustração mostra Urano ao lado de suas cinco maiores luas: Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon. Em um cenário alternativo do Sistema Solar, o planeta poderia não ter nenhum satélite natural ao seu redor – Crédito: NASA/Johns Hopkins APL/Mike Yakovlev

Luas de Júpiter apresentam ressonância orbital

Para investigar esse processo, os pesquisadores criaram 122 simulações computadorizadas do Sistema Solar primitivo. Cada cenário testava diferentes quantidades de planetas gigantes, massas e trajetórias orbitais. Depois, eles repetiram as simulações diversas vezes para descobrir quais resultados mais se pareciam com o Sistema Solar atual.

O principal foco da pesquisa eram as luas de Júpiter e Urano. Segundo os autores, esses satélites naturais funcionam como pistas do passado porque provavelmente permaneceram em órbitas relativamente estáveis durante bilhões de anos.

As luas de Júpiter chamaram atenção especial dos cientistas. Algumas delas apresentam um fenômeno chamado ressonância orbital, no qual seus movimentos ficam sincronizados de maneira muito precisa. Os pesquisadores acreditam que essa configuração levou muito tempo para se formar e só poderia sobreviver se o sistema não tivesse sido completamente destruído no passado.

Além disso, as crateras observadas nessas luas indicam que elas são extremamente antigas. Isso reforça a ideia de que conseguiram atravessar quase toda a história do Sistema Solar sem sofrer alterações drásticas.

Ilustração mostra o Sistema Solar rodeado pelo cinturão de Kuiper e, na camada mais externa do diagrama, a nuvem de Oort, que abriga ambos. – Créditos: Maliflower73 (fundo) / Naeblys (nuvem de Oort) / istockPhoto. Edição: Olhar Digital

Outros estudos já haviam tentado reconstruir a migração dos planetas gigantes analisando asteroides e objetos do Cinturão de Kuiper. Esses corpos menores ajudam os astrônomos a entender como a gravidade alterou trajetórias ao longo do tempo. Porém, as luas de Júpiter e Urano oferecem pistas ainda mais valiosas sobre esse período caótico.

Simulações surpreendem pesquisadores

Os resultados das simulações surpreenderam os pesquisadores. As luas de Júpiter sobreviveram em menos de 15% dos cenários testados. Já as luas de Urano resistiram em apenas cerca de 9% das simulações realizadas.

Os cientistas perceberam ainda que os cenários favoráveis para um conjunto de luas geralmente eram ruins para o outro. Quando as condições ajudavam as luas de Júpiter, normalmente prejudicavam as de Urano, e o contrário também acontecia.

Apenas cerca de 1% das simulações permitiram que os dois sistemas de luas sobrevivessem ao mesmo tempo. E todos esses cenários tinham algo em comum: a presença de um terceiro gigante de gelo no início da história do Sistema Solar.

Das mais de 440 luas existentes no nosso Sistema Solar, apenas três orbitam planetas rochosos. Todas as demais circundam gigantes gasosos, como Júpiter, que tem mais de 100. – Crédito: Dotted Yeti – Shutterstock

Segundo o estudo, esse planeta extra provavelmente era parecido com Urano e Netuno. Em algum momento do primeiro bilhão de anos do Sistema Solar, Júpiter teria passado relativamente perto dele, a cerca de 7 milhões de quilômetros de distância.

O encontro gravitacional teria sido forte o suficiente para lançar o planeta para fora do Sistema Solar. Desde então, ele provavelmente vaga sozinho pelo espaço interestelar, longe de qualquer estrela.

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Planeta perdido pode ter ajudado a salvar as luas de Júpiter e Urano

Curiosamente, a existência desse planeta perdido pode ter ajudado a salvar as luas de Júpiter e Urano. Sua presença teria alterado o movimento dos outros planetas gigantes, reduzindo a intensidade de alguns encontros gravitacionais perigosos.

Os pesquisadores afirmam que isso também teria diminuído o tempo de instabilidade orbital entre os gigantes do Sistema Solar. Com menos perturbações extremas, aumentaram as chances de sobrevivência das luas.

No caso de Júpiter, o encontro com o planeta perdido provavelmente desorganizou temporariamente as órbitas de algumas luas. Mesmo assim, a perturbação não foi forte o suficiente para provocar colisões ou lançar satélites para o espaço.

Os cientistas acreditam que essas luas tiveram tempo para reorganizar lentamente suas órbitas e recuperar a sincronização observada atualmente.

Urano também teria enfrentado episódios violentos no passado. O planeta provavelmente sofreu uma colisão gigantesca que o deixou inclinado quase de lado, característica que ainda intriga os astrônomos.

Além disso, Urano e suas luas passaram pelos efeitos da migração planetária. Mesmo assim, as perturbações não foram suficientes para destruir completamente o sistema de satélites naturais do planeta.

Os autores destacam que o número inicial de gigantes de gelo parece ser um fator decisivo para explicar a evolução do Sistema Solar. Nas simulações, os cenários com um planeta extra produziram resultados mais próximos do que os astrônomos observam atualmente.

Ainda assim, os cientistas afirmam que talvez nunca seja possível reconstruir exatamente o que aconteceu bilhões de anos atrás. Pequenas diferenças nas posições e velocidades dos planetas podem gerar resultados muito diferentes ao longo do tempo.

Com informações do site Space.com

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