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Expulsos do berço

Uma teoria nova afirma que os planetas Urano e Netuno nasceram perto de Júpiter, a 2 bilhões de quilômetros do Sol, e só milhões de anos mais tarde migraram para a órbita em que estão, a 4 bilhões de quilômetros da estrela. São mundos migrantes.

Flávio Dieguez

A expressão viagem interplanetária acaba de ganhar um outro sentido. Ela já não significa apenas ir de um mundo para outro. Agora, também serve para designar planetas que migram. Surpreso? Essa é a descoberta inusitada que uma equipe de cientistas acaba de fazer, resolvendo um enigma da formação do Sistema Solar – calcular a que distância do Sol se formaram os planetas Urano e Netuno.

Foi o matemático francês Pierre Simon de Laplace (1749-1804) quem descobriu que o Sol e os corpos à sua volta foram feitos de gás e de poeira encontradas em nuvens pelo Cosmo. Como essas partículas se atraem por meio da gravidade, elas se concentram num volume cada vez menor e mais denso. Assim, 100 milhões de anos depois de esse processo começar, a maior parte da nuvem vira uma bola central gigante – o embrião do Sol – e o resto do material se aglomera em bolotas menores – os planetas.

A teoria de Laplace funciona bem, mas tem lacunas. Ela não explica, por exemplo, onde nasceram os planetas. Daí o entusiamo provocado em dezembro passado pelo estudo liderado pelo físico canadense Edward Thommes, da Universidade Queens, em Kensington, Canadá, publicado na revista Nature.

Mudanças radicais

Usando um supercomputador, a equipe de Thommes mostrou que Urano e Netuno surgiram perto de Saturno e de Júpiter, a cerca de 2 bilhões de quilômetros do Sol. Depois, sacudidos pelos puxões gravitacionais de Júpiter, foram expulsos do local de nascimento, iniciando uma viagem que os levou, lentamente, até as órbitas onde estão atualmente, a quase 4 bilhões de quilômetros da estrela. Uma viagenzinha de 2 bilhões de quilômetros.

“Ninguém imaginava que mudanças radicais de órbita pudessem ter ocorrido durante a gênese do Sistema Solar”, disse à SUPER Edward Thommes. “Sabemos pouco sobre a formação do Sol e dos planetas”, afirma o planetologista americano Renu Malhotra, do Instituto Lunar e Planetário, em Houston, no Texas. “Essa novidade é esclarecedora”.

A revolução astronômica do computador

Há apenas algumas décadas, a sugestão de que corpos tão grandes e pesados como os planetas poderiam mudar de órbita seria considerada absurda. Mas, depois que os cientistas começaram a empregar computadores capazes de simular a evolução de um sistema planetário, o conhecimento mudou. A máquina analisa uma montanha de dados, como a massa total de gás e poeira que serve de matéria-prima na construção dos mundos ou a atração da gravidade entre essas partículas sólidas e gasosas. Em seguida, deduz o que acontece com a nuvem à medida que passam os milênios.

As simulações eletrônicas alteraram as concepções sobre a origem dos mundos. Antes se achava que eles tinham sido criados nas órbitas que ocupam atualmente. Mas, desde o início dos anos 70, o computador passou a contar uma outra história. Ele sugeriu que os planetas surgem em grupos. Com humor, os astrônomos dão a esse movimento de astros enormes, que aparecem coletivamente e dominam a formação de planetas menores, o nome de crescimento oligárquico.

Gigantes em bloco

No final do ano passado, o astrofísico canadense Philip Armitage, do Instituto Canadense de Astrofísica Teórica, confirmou a idéia, indicando que vários planetas oligarcas nasceram mais ou menos no mesmo lugar, entre 1 e 2 bilhões de quilômetros do Sol (veja página anterior). Os cálculos de Armitage fortaleceram a proposta apresentada por Edward Thommes em dezembro. Resta, agora, pouca dúvida de que Netuno e Urano nasceram junto de Júpiter e Saturno e, depois, foram empurrados para longe.

Para Renu Malhotra, do Instituto Lunar e Planetário, a descoberta vai ajudar a entender como surgem os mundos de outras estrelas, que só agora começam a ser estudados. “Vamos acabar descobrindo que os planetas podem se formar de muitas maneiras diferentes. Afinal, nem todos os sistemas planetários são iguais ao nosso.”

fdieguez@abril.com.br

Algo mais

Desde o século XVIII observam-se massas de gás e poeira no céu, mas só nos anos 60 viu-se que eram criadas por estrelas velhas que explodem e espalham sua massa pelo espaço. Antes disso, as primeiras estrelas devem ter sido feitas com o hidrogênio gasoso gerado pelo Big Bang, a detonoção que criou o Universo.

Pirueta espacial

Há mais de 4,5 bilhões de anos, quando era somente uma bola incandescente no espaço, o planeta Netuno sofreu sucessivos puxões de Júpiter (que não aparece na ilustração). Como resultado, saiu de sua órbita original e foi parar onde está hoje, muito longe do Sol. Ao fundo você vê a nossa estrela-mãe ainda em formação

Deriva no espaço

Veja onde nasceram e para onde migraram Urano e Netuno.

1. Júpiter (J), Saturno (S), Urano (U) e Netuno(N) teriam nascido bem perto uns do outros, mais ou menos neste ponto, entre 1 bilhão e 2 bilhões de quilômetros do Sol.

2. Milhões de anos mais tarde, Urano e Netuno vieram parar nesta região, entre 3 e 4 bilhões de quilômetros do Sol.

Mundos de poeira e gás

Veja como foi o nascimento e a evolução do Sistema Solar.

Formação

1. O Sistema Solar nasceu de uma imensa nuvem de matéria. São partículas de gás e poeira que se atraem por meio da gravidade e ficam cada vez mais concentradas.

2. O ajuntamento é maior perto do centro, onde começa a surgir o Sol, como indica o ponto amarelo no centro da ilustração.

3. Aos poucos, o gás e a poeira também se acumulam em outras partes da nuvem, dando origem aos planetas.

4. Momento culminante – Esta simulação eletrônica elaborada pelo astrônomo Philip Armitage mostra duas concentrações de matéria cruciais para a gênese do Sistema Solar. No centro aparece o embrião solar (1). A 2 bilhões de quilômetros, surge o protótipo de um superplaneta (2) cinco vezes maior do que Júpiter (o campeão em tamanho do nosso sistema). Note que o planetão cria uma turbulência (3) enquanto rodopia na nuvem. Isso dá origem a vários outros embriões de planetas (4). Acredita-se que algumas dessas bolotas sumiram colidindo entre si. Mas outras evoluíram até dar origem a Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

A turbulência criada pelo planetão equivale às ondas que um barco faz na água.

O líquido agitado se acumula em certos pontos e, em outros, forma depressões.

O movimento do corpo celeste também gera vazios em algumas áreas enquanto amontoa poeira e gás em outras.

…E a migração planetária

1. Há 5 bilhões de anos, Netuno tinha uma órbita próxima da de Júpiter. A simulação feita pela equipe do astronônomo Edward Thommes mostra que, ao passar perto (1) de seu vizinho, Netuno foi puxado em sua direção, ganhando velocidade. Mais à frente (2) , não conseguiu fazer a curva para manter-se em órbita (3) . Assim, escapou dela. Esse processo, que durou 200 000 anos, fez Netuno migrar para longe do Sol. Originalmente localizado a 2 bilhões de quilômetros da estrela, ele foi parar a 4 bilhões de quilômetros. O mesmo mecanismo também arrancou Urano dessa região (ele não aparece na ilustração). Os puxões de Júpiter foram os responsáveis pela migração dos mundos.

2. A força gravitacional dos asteróides também pode ter ajudado a tirar Netuno da órbita. Bilhões de rochas, dando pequenos puxões durante um tempo imenso, poderiam afastá-lo do Sol. Mas os cálculos indicam que a gravidade jupiteriana foi a força dominante do processo.

3. Assim, depois de 500 milhões de anos de gestação, há cerca de 4,5 bilhões de anos, todos os planetas e suas luas adquiriram seu aspecto e a posição que ocupam hoje em relação ao Sol. O resto da nuvem de gás e poeira se agrupou basicamente em anéis de asteróides (1) e de cometas (2).