​Como Júpiter Pode Ter Destruído os Irmãos Mais Velhos do Planeta Terra
O sistema Kepler-11. Crédito: NASA / Tim Pyle

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​Como Júpiter Pode Ter Destruído os Irmãos Mais Velhos do Planeta Terra

“Nosso estudo sugere que a migração de dentro para fora de Júpiter possa ter destruído uma primeira geração de planetas.”

Muito antes do nosso planeta surgir, super-Terras talvez tenham vagado pelo sistema solar. Estes planetas-irmãos mais antigos podem ter sido maiores, mais quentes e provavelmente não lá muito habitáveis. Mas nunca saberemos porque antes que estes planetas fadados pudessem se desenvolver, Júpiter os atirou ao Sol.

"Nosso estudo sugere que a migração de dentro para fora de Júpiter possa ter destruído uma primeira geração de planetas", afirmou Konstantin Batygin, cientista planetário da Caltech, co-autor de uma nova pesquisa sobre dinâmica planetária nos primórdios do sistema celular

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Essa hipótese – trabalhada por Batygin e Gregory Laughlin da UC Santa Cruz por meio de uma série de cálculos e modelos – aparece esta semana no periódico Proceedings of the National Academies Of Sciences. A noção de que a Terra, junto de Mercúrio, Vênus e Marte, é na verdade um planeta de segunda geração, e que outra super-Terras rodearam nosso Sol por um breve período antes de suas mortes prematuras, poderia ajudar a solucionar uma questão que intriga astrônomos há anos: por que nosso o sistema solar, cosmicamente falando, é tão esquisito?

Há 20 anos atrás, os astrônomos podiam contar em uma só mão o número de exoplanetas confirmados, mas nos últimos cinco anos, descobrimos outros milhares. Graças à missão Kepler, da NASA, agora sabemos que cerca de metade das estrelas semelhantes ao Sol em nossa vizinhança galáctica provavelmente contam com planetas ao seu redor.

Mas até onde sabemos, a maioria destes sistemas estrelares não parecem nada com o nosso. Sistemas planetários "típicos" consistem de uma ou mais super-Terras – planetas maiores que nosso, mas menores que Netuno – em órbitas muito estreitas em torno de sua estrela. Vale notar, porém, que nossos conjuntos de dados são incompletos, e nossa capacidade de ver mundos mais distantes é limitada pela resolução atual de nossos telescópios. Ainda assim, pelos padrões galácticos atuais, a Terra está longe pra cacete de tudo.

"Pelo visto o sistema solar hoje não é o representante comum do censo planetário galáctico", disse Batygin. "Mas não há motivo para pensar que o modo dominante da formação de planetas pela galáxia não tenha ocorrido aqui. É mais provável que mudanças subsequentes tenham alterado o formato original [de nosso sistema solar]".

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A nova hipótese de Batygin e Laughlin – de antigas super-Terras que teriam sido destruídas por um colérico Júpiter – ajuda a detalhar como nosso sistema solar evoluiu.

Durante os primeiros milhões de anos após o nascimento de nossa estrela, ela foi rodeada por uma espécie de disco protoplanetário denso de gás e poeira. Foi a partir deste disco que os planetas eventualmente surgiram, mas eles não se formaram em qualquer lugar. Um modelo mais antigo, desenvolvido por pesquisadores da UCLA, mostra que para todos os planetas terrestres parassem em suas órbitas atuais, seria necessário que se formassem em uma região em especial do disco – uma faixa estreita de gás que ficava entre 0.7 e 1 unidades astronômicas de distância do Sol. (1 UA é a distância entre terra e Sol atualmente.)

O que poderia ter restringido a formação planetária à esta estreita faixa gasosa? Sua parte externa, no final das contas, pode ser atribuída aos gigantes gasosos Júpiter e Saturno, que surgiram logo depois do nascimento do Sol. Logo após sua formação, estes gigantes foram sugados para perto da estrela; um par preso em um abraço gravitacional. Durante sua migração para o lado interno, sua gravidade maciça combinada forçou uma brecha enorme no disco de gás e poeira ao redor, essencialmente "limpando" a região até a órbita atual da Terra.

A ideia de que Júpiter e Saturno agiam como os faxineiros primordial da parte externa do sistema solar está em debate há mais de uma década. Mas o que delineou a parte interna da tal faixa formadora de planetas segue um mistério. Caso Batygin esteja certo, a vizinhança orbital próxima do jovem Sol poderia ter sido "limpa" por super-Terras primordiais que posteriormente foram destruída. Agora a razão pela qual estes super-planetas sumiram… É aí que Júpiter chama a atenção.

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De acordo com o novo modelo de Batygin e Laughlin, um jovem Júpiter migrou em direção ao Sol, lançando planetesimais rochosos de 100 km junto com ele. Enquanto Júpiter lançava estes corpos em direção ao Sol, eles desencadearam uma cadeia violenta de colisões, destruindo outros corpos rochosos por até 20.000 anos. Se uma população de super-Terras estivesse ali pelo sistema solar nesta época, a avalanche jupiteriana teria os destruído e jogado seus restos direto no Sol.

"É um processo físico muito eficaz", disse Batygin. "É necessária uma quantidade de massa similar a de algumas Terras para levar dezenas de planetas de massa similar à da Terra em direção ao Sol."

Imagem da nova simulação de Batygin e Laughlin, mostrando as órbitas de Júpiter (branco) e dos planetesimais (turquesa) que o gigante gasoso ajudou a atirar na parte interna do sistema solar, onde vagavam super-Terras (amarelo). Crédito: K. Batygin/Caltech

Quando Júpiter finalmente se afastou, alguns dos planetesimais que ainda estavam no seu campo gravitacional passaram a ter órbitas circulares. Estas pepitas de destruição ancestral, ao longo de centenas de milhões de anos, formariam os modernos planetas terrestres – Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Esta suposição faz sentido acompanhada de outros dados que sugerem que a Terra se formou entre 100 e 200 milhões anos após o Sol.

Se a hipótese de Batygin e Laughlin estiver correta, implicaria que a formação de gigantes gasosos como Júpiter e Saturno – um processo planetário que os cientistas creem ser raro – ajudam a ditar se um sistema planetário se assemelhará ao nosso ou aos mais comuns com super-Terras em órbitas estreitas em torno de uma estrela-mãe. Ao passo em que seguimos identificando cada vez mais estrelas que servem de porto para exoplanetas, novos dados nos ajudarão a contextualizar nosso próprio sistema solar e compreendermos o quão incomum (ou não) ele é.

No final das contas, parece que deveríamos agradecer Júpiter por ter arruinado a primeira geração de planetas terrestres, preparando o terreno para que nosso mundo se formasse. Ainda, fico feliz que nossos gigantes gasosos decidiram ficar bem longe de nós. Se há uma lição a ser aprendida aqui, é que começar uma guerra territorial cósmica com Júpiter é praticamente suicídio. Melhor você se jogar no Sol e deixar pra lá.

Tradução: Thiago "Índio" Silva