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Por que Saturno é "torto"?

·4 minuto de leitura

Para um astrônomo amador iniciante, observar Saturno através de um telescópio pela primeira vez é um momento marcante. Afinal, não há nada no céu noturno semelhante à “joia do Sistema Solar”, não apenas por causa de seus anéis peculiares, como também pelo fato de ser um mundo inclinado em relação à Terra. Mas por que Saturno é tão "torto"?

Os planetas, em geral, têm seus equadores alinhados com o disco do Sistema Solar, que por sua vez gira ao redor do Sol. Isso ocorre porque todos os objetos — planetas, luas, asteroides e cometas — nasceram de uma nuvem gigantesca de gás e poeira, que orbitava nossa estrela como um disco em uma vitrola.

Por conta dessas configurações iniciais do Sistema Solar em seus primeiros dias, tudo deveria estar bem alinhado ao redor do Sol, inclusive as linhas equatoriais dos planetas. Júpiter, por exemplo, está inclinado apenas em 3º, mas Saturno tem uma inclinação bizarra de 27º — e ninguém sabe ao certo por quê. Mas há boas hipóteses que podem explicar.

O que "entortou" Saturno?

(Imagem: Reprodução/NASA/ESA/SSI/Cassini Imaging Team)
(Imagem: Reprodução/NASA/ESA/SSI/Cassini Imaging Team)

Os astrônomos que estudam as dinâmicas dos objetos cósmicos não têm nenhum motivo para pensar que Saturno nasceu tão inclinado. O disco protoplanetário (aquele de gás e poeira) tinha uma rotação bastante reta, logo, os planetas formados a partir deles não poderiam ser “tortos”.

Portanto, Saturno se inclinou depois de sua formação, devido a algum evento de colisão ou interação com outro planeta gigante. Uma das hipóteses bem recorrentes é de que o culpado seria Netuno! Uma ressonância de longo alcance entre os dois mundos teria começado em um passado distante, e continuaria até hoje.

Essa ressonância é mais ou menos como empurrar alguém no balanço. Se você quiser fazer a pessoa subir mais alto, empurra com um ritmo constante, sempre no mesmo ponto do arco desenhado pelo trajeto do balanço. Na prática, em mecânica celeste, a ressonância orbital ocorre quando corpos exercem influência gravitacional periódica e regular uns sobre os outros.

Essa relação costuma ser mais encontrada entre um par de objetos, e as ressonâncias aumentam muito a influência gravitacional mútua dos corpos. Na maioria dos casos, isso resulta em uma interação instável, na qual os objetos trocam momento (medida da força e direção dos movimentos) e mudam de órbita até que a ressonância não exista mais.

(Imagem: Reprodução/NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute, M. Macijauskas)
(Imagem: Reprodução/NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute, M. Macijauskas)

Em Saturno, alguns astrônomos cogitam haver uma relação de ressonância com Netuno, que “empurra” o planeta gasoso com sua gravidade sempre no mesmo ponto, resultando em uma inclinação cada vez maior. Uma possível evidência dessa relação é o fato de ambos terem períodos de cerca de 1,87 milhão de anos.

Há outras possibilidades, como a influência das luas de Saturno, de acordo com um estudo de janeiro de 2021, que mostra que a atual inclinação do eixo de rotação de Saturno é causada pela migração de seus satélites. A principal “culpada” seria a lua Titã (por ser a maior), que, junto de outras, estão gradualmente se afastando do planeta muito mais rápido do que os astrônomos haviam estimado anteriormente. Os astrônomos simularam os movimentos de Saturno adicionando a taxa de distanciamento das luas. O resultado: mais inclinação no eixo do planeta.

As hipóteses divergentes não se tratam apenas da causa da inclinação, mas também apontam diferentes implicações no futuro do planeta. No primeiro caso (ressonância de Netuno), Saturno teria agora um eixo estável, enquanto no segundo cenário (afastamento das luas), o planeta terá uma inclinação cada vez maior ao longo de alguns bilhões de anos — até ultrapassar o dobro da atual.

A animação mostra Saturno entrnado em ressonância com a migração de Titã (Imagem: Reprodução/ Melaine SAILLENFEST/IMCCE)
A animação mostra Saturno entrnado em ressonância com a migração de Titã (Imagem: Reprodução/ Melaine SAILLENFEST/IMCCE)

Saturno não está sozinho nessa, já que há outros mundos “tortos” no Sistema Solar. O mais inclinado é Urano, que está praticamente “deitado” em relação ao disco do Sistema Solar, e a própria Terra é quase tão inclinada quanto Saturno: cerca de 24,5º. Júpiter, por outro lado, pode começar sua aventura de inclinação e chegar a mais de 30º, pois deverá sofrer os efeitos da migração de suas quatro luas principais, além da ressonância com a órbita de Urano.

Fonte: Canaltech

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