Como Plutão capturou sua maior lua, Caronte, com um ‘beijo’ gelado de 10 horas
Novas pesquisas sugerem que há bilhões de anos, Plutão pode ter capturado sua maior lua, Caronte, com um breve “beijo” gelado. A teoria poderia explicar como o planeta anão (sim, gostaríamos que Plutão também fosse um planeta) poderia capturar uma lua com cerca de metade do seu tamanho.
A equipe por trás desta pesquisa acredita que dois mundos gelados localizados no Cinturão de Kuiper, um anel de corpos gelados localizado longe do Sol, na borda do o sistema solarcolidiram há bilhões de anos. Em vez de se obliterarem mutuamente, os dois corpos foram unidos como um “boneco de neve cósmico” giratório. Esses corpos se separaram com relativa rapidez, mas permaneceram orbitalmente ligados para criar o Plutão/Sistema de Caronte que vemos hoje.
Este processo de “beijo e captura” representa uma nova teoria de captura da lua e colisão cósmica. Também poderia ajudar os cientistas a investigar melhor a força estrutural dos mundos gelados no Cinturão de Kuiper.
“Descobrimos que se assumirmos que Plutão e Caronte são corpos com força material, Plutão pode de fato capturar Caronte de um impacto gigante”, disse Adeene Denton, líder da equipe e pesquisadora lunar e planetária da Universidade do Arizona, ao Space.com. “O processo desta captura colisional é chamado de 'beijo e captura' porque Plutão e Caronte se fundem brevemente, o elemento 'beijo', antes de se separarem para formar dois corpos independentes.”
A maioria dos cenários de colisão planetária são classificados como “acertar e fugir” ou “raspar e fundir”, o que significa que este cenário de “beijo e captura” é algo totalmente novo.
“Nós estávamos definitivamente surpreso com a parte do 'beijo' do beijo e captura”, continuou Denton. “Não houve realmente um tipo de impacto antes em que os dois corpos apenas temporariamente se fundissem antes de se separarem novamente!”
A pesquisa da equipe foi publicada em 6 de janeiro na revista Geociências da Natureza.
Plutão conquistou Caronte com um beijo de 10 horas
A razão pela qual a relação de Plutão com Caronte tem sido um desafio para os cientistas é a diferença relativamente pequena de tamanho e massa entre os dois corpos gelados.
“Caronte é ENORME em relação a Plutão, a ponto de eles serem na verdade binários”, explicou Denton. “Tem metade do tamanho de Plutão e 12% da sua massa, o que o torna muito mais semelhante à lua da Terra do que qualquer outra lua do sistema solar.”
Para efeito de comparação, a nossa lua tem apenas um quarto do tamanho da Terra, enquanto a maior lua do sistema solar, Ganimedes, tem cerca de 1/28 do tamanho do seu planeta-mãe, Júpiter.
O pesquisador da Universidade do Arizona, que também é NASA bolsista de pós-doutorado, acrescentou que é difícil conseguir uma lua relativamente grande de uma forma “normal”. (“Normal” sendo a captura gravitacional de luas como Marte' luas Fobos e Deimos e as luas dos planetas gigantes Júpiter e Saturno.)
Isso significa que a teoria predominante da formação do sistema de Plutão e Caronte é baseada na ideia de captura colisional, semelhante à forma como se acredita que um corpo massivo tenha colidido com Terra para lançar material que nosso planeta capturou ao nascer nossa lua.
“Algo grande atinge Plutão e você obtém Caronte, mas, como acontece com o sistema Terra-Lua, não sabemos totalmente como isso funciona e as condições sob as quais isso ocorre”, disse Denton. “É uma grande questão, já que vários outros grandes objetos do Cinturão de Kuiper também têm luas grandes, então parece que isso é algo que acontece no Cinturão de Kuiper com alguma frequência, mas não sabemos como ou por quê.”
Durante uma “captura de colisão” padrão, ocorre uma colisão massiva e os dois corpos se esticam e se deformam de maneira fluida. Esse processo explica bem a criação do sistema Terra/Lua porque o intenso calor gerado no embate e a maior massa dos corpos envolvidos fazem com que eles atuem de forma fluida.
Ao considerar Plutão e Caronte num processo de captura de colisão, há um factor extra a considerar: a resistência estrutural dos corpos gelados e rochosos mais frios. Isto é algo que foi negligenciado no passado quando os investigadores consideraram a criação colisional de Caronte.
Para levar isso em consideração nas simulações, a equipe recorreu ao Cluster de computação de alto desempenho da Universidade do Arizona. Quando Denton e colegas levaram em conta a resistência desses materiais em sua simulação, algo completamente inesperado surgiu.
“Como ambos os corpos têm força material, Caronte não penetrou suficientemente fundo em Plutão para se fundir com ele; isto não é verdade quando os corpos são fluidos”, explicou Denton. “Para as mesmas condições de impacto, se assumirmos que Plutão e Caronte não têm força, eles fundem-se num grande corpo, e Caronte é absorvido. Com força, no entanto, Plutão e Caronte permanecem estruturalmente intactos durante a sua breve fusão.”
Como Caronte não poderia afundar em Plutão neste cenário, ele permaneceu além do chamado “raio de co-rotação” de ambos os corpos. Como resultado, não poderia girar tão rápido quanto Plutão, o que significava que os dois corpos não poderiam permanecer fundidos. À medida que se separaram e este beijo gelado terminou, a equipa pensa que Plutão teria forçado Caronte numa órbita circular mais alta e próxima, a partir da qual a Lua teria migrado para fora.
“O ‘beijo’ neste beijo e captura, a fusão, é muito breve, geologicamente falando, durando de 10 a 15 horas antes que os dois corpos se separem novamente”, disse Denton. “Caronte então inicia sua lenta migração em direção à sua posição atual.”
A equipa pensa que a colisão inicial aconteceu muito cedo na história do Sistema Solar, provavelmente dezenas de milhões de anos após a formação do Sistema Solar, o que teria ocorrido há milhares de milhões de anos.
“As grandes colisões típicas são fusões simples, onde os corpos se combinam ou ambos os corpos permanecem independentes”, disse Denton. “Portanto, isso foi muito novo para nós. Também levantou muitas questões geológicas interessantes que gostaríamos de testar, porque se o beijo e a captura funcionam depende do estado térmico de Plutão, que podemos então vincular ao estado contemporâneo de Plutão. geologia para testar.
“Eu realmente gostaria de determinar como o impacto inicial de Plutão-Caronte pode influenciar se e como Plutão e Caronte desenvolvem oceanos.”
Denton explicou que há dois caminhos que a equipe pode seguir para desenvolver esse desenvolvimento.
“A primeira é ver como isto se aplica a outros grandes objetos do Cinturão de Kuiper com grandes luas, como Eris e Disnomia, Orcus e Vanth, e os outros”, explicou Denton. “Nossa análise inicial sugere que o beijo e a captura também pode ser a fonte desses outros sistemas, mas como eles são todos diferentes em suas composições e massa, é fundamental aprender como o beijo e a captura podem ter funcionado através do Kuiper. Cinto.”
O segundo caminho que a equipa pretende seguir envolve observar a evolução das marés de Caronte a longo prazo para confirmar a sua teoria de formação.
“Para realmente ter certeza de que este é o processo que formou Plutão e Caronte, precisamos ter certeza de que Caronte migra para sua localização atual a cerca de 8 vezes a largura de Plutão”, disse Denton. “No entanto, esse é um processo que ocorre em escalas de tempo muito mais longas do que a colisão inicial, por isso os nossos modelos não são adequados para rastreá-lo.
“Estamos a planear analisar isto muito mais de perto no futuro para determinar quais as condições que não só reproduzem Plutão e Caronte como corpos, mas também colocam Caronte no lugar certo, onde está hoje.”
Postado originalmente em Espaço.com.
