Uma estrela passageira pode ter colocado as luas mais estranhas do sistema solar no lugar
Uma estrela passageira pode ser responsável por mais de três quartos das luas em nosso sistema solar enquanto o viajante estelar lançava enormes corpos rochosos em nossa vizinhança cósmica, sugere um novo estudo.
Este novo modelo desafia as noções existentes sobre como o sistema solar passou a ter a aparência que tem hoje.
Os planetas gigantes do sistema solar são famosos por suas muitas luas. Saturno atualmente lidera, com 146 luas na última contagem, com Júpiter um segundo próximo em 95. Muitas dessas luas se assemelham à lua da Terra em muitos aspectos. Por exemplo, elas orbitam seus planetas pais na mesma direção da rotação dos planetas. Além disso, essas luas, chamadas luas regulares, seguem caminhos quase circulares que compartilham um plano com os equadores dos planetas.
Mas alguns satélites são muito mais estranhos. Tome Febeuma das luas mais estranhas de Saturno. Ela tem uma órbita oval e inclinada na qual se move na direção oposta à rotação de Saturno — um movimento descrito como retrógrado. Na verdade, satélites como Phoebe, também chamados de luas irregulares, superam os regulares no sistema solar em três para um.
Os cientistas já atribuíram a existência de luas irregulares ao movimento de Netuno em todo o sistema solar, de acordo com William Bottkeum cientista planetário do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado. A maioria dos astrônomos acredita que um passo crítico na evolução do sistema solar foi a migração de Netuno para fora através do precursor do Cinturão de Kuiper. Hoje, o cinturão se estende entre 30 e 50 vezes a distância entre a Terra e o sol, mas no início do sistema solar, o proto-Cinturão de Kuiper ficava muito mais perto do sol.
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Isso desestabilizou os corpos rochosos no Cinturão de Kuiper, enviando a maioria deles para perto dos planetas gigantes. De lá, objetos com certas órbitas poderiam ser “capturados” pelos planetas gigantes, Bottke disse à Live Science em um e-mail.
No entanto, esse cenário não pode explicar certos aspectos das luas irregulares. Por exemplo, poucas têm uma cor muito vermelha. Mas o novo estudo, publicado em 4 de setembro em Cartas do Jornal Astrofísicoexplica essas estranhezas fornecendo uma teoria alternativa: que uma estrela passageira “chutou” as luas para que permanecessem no lugar.
Susanne Pfalznera primeira autora do estudo e professora de astronomia no Centro de Supercomputação de Jülich, na Alemanha, disse ao Live Science por e-mail que se sentiu inspirada a explorar essa possibilidade depois de uma estudar mostrou que uma estrela voando perto do sistema solar lançou objetos do Cinturão de Kuiper (KBOs) perto dos planetas.
Então Pfalzner e seus colegas simularam o movimento de uma estrela passando pelo sistema solar adolescente. Aproximadamente quatro quintos da massa atual do sol, esse visitante estelar foi modelado para passar a aproximadamente 110 distâncias Terra-Sol. Os pesquisadores calcularam como a gravidade do sol e da estrela visitante alterou as trajetórias de milhares de KBOs. Então, a equipe estudou como as órbitas dos KBOs evoluíram ao longo de um bilhão de anos.
As simulações dos pesquisadores mostraram que se a estrela visitante passasse rapidamente em um ângulo de 70 graus em relação ao plano eclíptico — o plano em que a Terra orbita o sol — ela catapultava aproximadamente 7% dos KBOs ao longo de órbitas alongadas e ovais que os trouxeram para perto dos planetas gigantes. Muitos deles — particularmente aqueles cujos novos caminhos os trouxeram para perto de Júpiter ou Saturno — tinham órbitas retrógradas, e poucos eram muito vermelhos — ambas as tendências que as luas irregulares mostram hoje.
Os pesquisadores descobriram que, ao longo de um bilhão de anos, a estrela que passava chutou quase 85% dos KBOs arremessados para fora do sistema solar. Aqueles que não foram ejetados formaram as luas irregulares, explicaram os pesquisadores.
Os resultados dessas simulações “foram uma surpresa completa”, disse Pfalzner. Uma vantagem desse modelo é que ele é mais simples do que os mais antigos, já que pode explicar tanto como as luas irregulares se formaram quanto como os KBOs se comportam. Além disso, as passagens estelares são bastante comuns — cerca de 140 milhões de estrelas no Via Láctea provavelmente experimentou tais sobrevoos.
No entanto, nem todos concordam com as conclusões do estudo. Bottke, que não fez parte do estudo, observou que “uma passagem tão incrivelmente próxima, mesmo da era em que nosso sistema solar estava em um aglomerado estelar, parece muito improvável do ponto de vista da probabilidade. Um encontro estelar próximo o suficiente para capturar satélites irregulares ao redor dos planetas gigantes também provavelmente perturbaria as órbitas dos planetas gigantes — o suficiente para que víssemos esses efeitos em suas órbitas hoje.”
