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Chrysalis: lua destruída por Saturno pode ter gerado os anéis do planeta

Um novo estudo liderado por Jack Wisdom, astrônomo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, mostra que os anéis de Saturno podem ter sido formados há 100 milhões de anos — mais precisamente, quando uma antiga lua acabou rompida pela gravidade do planeta. Além dos anéis, o processo pode ter causado também a inclinação e outras características observadas no planeta.

Até então, os astrônomos consideravam que a inclinação de Saturno veio de interações gravitacionais com Netuno ou até com Titã, a maior lua saturniana. Já a idade dos anéis do planeta é objeto de discussões há anos: alguns cientistas acreditam que os anéis podem ser tão antigos quanto Saturno, enquanto outros estimaram que seriam relativamente jovens, com 100 milhões de anos.

Saturno e a lua Titã (Imagem: Reprodução/NASA)
Saturno e a lua Titã (Imagem: Reprodução/NASA)

A possibilidade de os anéis serem mais jovens do que se pensava ganhou força em 2017 com o “grand finale” da missão Cassini. Nesta etapa, a sonda passou extremamente perto do planeta para mapear o campo gravitacional ao redor dele, necessário para os cientistas descobrirem a distribuição de massa no planeta. Assim, os autores modelaram o interior de Saturno e descobriram uma distribuição de massa que correspondia ao campo gravitacional observado.

A inclinação de Saturno muda com o tempo (precessão), como acontece com o topo de um pião girando em uma superfície. A taxa desta precessão é quase igual à de Netuno, o que sugeria que os planetas poderiam estar em ressonância. Foi aqui que os autores notaram algo interessante: Saturno estava levemente fora da ressonância, e pareceu ter saído dela recentemente.

Com simulações, Wisdom e seus colegas descobriram um mecanismo que, além de explicar que os anéis realmente devem ter cerca de 100 milhões anos, mostra também o porquê da inclinação de Saturno, de 26,7º em relação ao plano orbital do Sistema Solar, e a excentricidade da órbita de Titã.

Como os anéis de Saturno foram formados?

Os autores propõem que Saturno já teve Chrysalis, uma lua além das 83 conhecidas atualmente. Esta lua teria tamanho parecido com o de Jápeto e acompanhava suas “irmãs” na órbita ao redor do planeta por bilhões de anos, empurrando-o e puxando-o de uma forma que acabou mantendo sua inclinação em ressonância com aquela de Netuno. Cerca de 160 milhões de anos atrás, Chrysalis teria perdido a estabilidade.

Esquema do possível passado de Saturno: conforme Chrysalis "empurrou" Titã, ela migrou e afetou a inclinação do planeta; depois, Chrysalis foi destruída e formou os anéis (Imagem: Reprodução/Maryame El Moutamid, Science, 2022)
Esquema do possível passado de Saturno: conforme Chrysalis "empurrou" Titã, ela migrou e afetou a inclinação do planeta; depois, Chrysalis foi destruída e formou os anéis (Imagem: Reprodução/Maryame El Moutamid, Science, 2022)

Neste caso, a lua estaria em ressonância orbital com Titã — ou seja, para cada três órbitas de Titã ao redor de Saturno, Chrysalis faria uma. Com a ressonância, Chrysalis acabaria “ganhando impulso” e perdendo a estabilidade orbital, se aproximando demais de Saturno. Depois, as marés gravitacionais do planeta teriam rompido a lua.

Parte da estrutura de Chrysalis pode ter impactado o planeta, e os fragmentos restantes podem ter ficado em órbita; eventualmente, eles se tornaram os pequenos objetos congelados que formaram os anéis saturnianos. Sem Chrysalis, Saturno teria saído da ressonância com Netuno. Portanto, pode ter sido assim que Saturno escapou da ressonância com Netuno, ficou com a inclinação observada hoje e formou seus anéis.

“Claro, podemos nunca saber com certeza se o sistema saturniano já teve um satélite extra, mas explicar quatro enigmas com uma só hipótese é um ótimo retorno no investimento”, disse Scott Tremaine, pesquisador que elaborou a primeira hipótese da juventude dos anéis de Saturno.

Evidências que apoiem ou refutem esta teoria podem ser encontradas em medidas da distribuição de massa interna de Saturno, junto da compreensão da probabilidade de eventos do tipo ocorrerem em outros planetas com anéis. “É uma história muito boa, mas assim como qualquer outro resultado, ela precisa ser examinada por outros”, finalizou Wisdom.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Science.

Fonte: Canaltech

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