Explicando a formação do sistema solar

A formação dos sistemas solares 

Durante o surgimento de um sistema planetário, muitos processos são semelhantes.

Marte sempre foi considerado uma criança na família dos planetas rochosos. Com metade do raio da Terra e uma massa de pouco mais de um décimo do nosso planeta, é maior que o bebê Mercúrio, mas não tão crescido como a Terra e Vênus. Agora, parece que algum comportamento desregrado no sistema solar em torno de Júpiter pode ser a causa do atraso no crescimento do planeta vermelho.

Planetas nascem em discos protoplanetários. Esses discos rotativos são cheios de gás e poeira cósmica, e seu centro é marcado por uma proto-estrela, que começou a tomar forma quando parte do disco sofreu um colapso gravitacional. A maioria do material no disco faz parte de jovens estrelas, o restante torna-se eventualmente planetas, luas e asteróides. Isso se encaixa perfeitamente com o sistema solar hoje: o Sol contém 99,86% da massa total do sistema solar. Da fração minúscula da massa restante, os gigantes gasosos - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno - são o maior contribuinte, que compõem 99% dos 0,14%.

Os gigantes gasosos foram formados antes dos planetas rochosos, levando alguns milhões de anos a partir do disco protoplanetário. Eles demoraram muito mais para parar de crescer - de 30-50 milhões de anos. A maioria dos modelos que os cientistas planetários já produziram, até agora, de Marte são muito maiores do que o que vemos hoje. Os trabalhos anteriores mostraram que um planeta vermelho menor faz sentido, mas apenas se o disco planetesimal - contendo pedras de gelo, e os começos de planetas - no início do Sistema Solar existia no espaço entre o Sol jovem e onde a Terra está agora. Se houvesse qualquer material sólido mais longe, a massa de Marte resultante estaria toda errada novamente. Isso não parece se encaixar com o cinturão de asteróides que existe além da Terra, não importa se os gigantes de gás que compreendem a maioria da massa total do planeta no sistema solar estão ainda mais longe.

Agora parece que a compreensão do movimento dos gigantes de gás, enquanto eles e os outros planetas ainda estavam se formando, pode ser a chave para resolver o mistério de um planeta subdimensionado. Em um artigo publicado na Nature , cientistas descrevem como fizeram simulações de computador do sistema solar que mostram como o movimento de Júpiter poderia ter cortado o disco planetesimal a partir do qual planetas rochosos como a Terra e Marte se formaram mais tarde. As simulações são capazes de produzir um disco de planetesimais que não se estende além da distância Terra-Sol, chamada de unidade astronômica (UA), e uma massa de Marte que se encaixa com o que vemos.

Nas simulações, realizadas por Kevin J. Walsh e Alessandro Morbidelli no Observatoire de la Cote d\\'Azur, em Nice, França, Júpiter se move a partir de onde se formou em 3,5 UA para apenas 1,5 AU de distância do sol. Essa é uma distância favorável do Sol para a formação dos gigantes de gás, porque é passada a "linha de neve" - a distância em que a amônia, gelo e metano podem se condensar em flocos de gelo. Como Júpiter move-se para dentro, Saturno permanece estável. Os gigantes de gás ainda estão crescendo nesse momento, e uma vez que Saturno atinge uma massa sessenta vezes a da Terra, ela também começa a migrar para o interior. Uma vez que Saturno alcança Júpiter, eles começam a migrar para fora novamente, e arrastam os jovens Urano e Netuno com eles. A migração dos gigantes de gás retarda a forma como o disco de gás se dissipa, e no final, chega na simulação correspondente ao que vemos hoje.

O movimento de Júpiter na simulação esvazia o cinturão de asteróides, mas, em seguida, o preenche. Ele também ajuda a explicar a diferença na composição de diferentes regiões do cinto de asteróides. O cinturão de asteróides ocupa o espaço entre Marte e Júpiter. O cinturão interno normalmente termina em cerca de 2-3 UA, e o cinturão externo vai para além dos gigantes de gás. O cinturão interno de asteróides contém mais silicato, enquanto os do cinturão externo provavelmente são ricos em carbono. Nas simulações, os cinturões interno e externo vêm de diferentes lugares do sistema solar; o lote interno começou muito mais próximo do Sol, e o grupo externo foi formado entre os planetas. A migração de Júpiter e Saturno balançou as duas populações e criou uma sobreposição, mas deixou-os ainda separados o suficiente para serem diferentes, apesar de estarem lado a lado.

Os resultados também lançam luz sobre a vida dos planetas fora do sistema solar. Os cientistas sabem que sistemas planetários extra-solares parecem migrar. Os “Júpiters quentes" são gigantes gasosos semelhantes em tamanho e composição de Júpiter que são encontrados perto de sua estrela-mãe. Eles não podem ter se formado tão próximo da estrela, é possível que tenham migrado para o interior. Até agora os cientistas pensavam que esse comportamento era fora do comum, porque não era como a formação de nosso próprio sistema planetário. Agora, parece que nosso sistema solar pode não ser tão especial como se pensava.

Fonte: Scientific American - Brasil.