Os mistérios além do nosso sistema solar

abril 3, 2019 por Gabriel Carvalho

As estranhas órbitas de alguns dos objetos mais distantes no nosso sistema solar, observados por alguns astrônomos por terem a forma de um desconhecido nono planeta, podem ser explicadas pela força gravitacional combinada de pequenos objetos orbitando o nosso sol no espaço além do planeta Netuno.

A explicação alternativa à hipótese do “Nono Planeta”, idealizadas por pesquisadores da Universidade de Cambridge e a Universidade Americana de Beirute, propõe que exista um disco composto de pequenos corpos de gelo com uma massa combinada dez vezes maior do que a Terra. Quando comparada com um modelo simplificado do sistema solar, as forças gravitacionais do suposto disco podem explicar a arquitetura orbital incomum de alguns objetos fora da órbita do nosso sistema.

Ainda que a nova teoria não seja a primeira a propôr que a força gravitacional do massivo disco composto de pequenos objetos possa descartar a hipótese de um nono planeta, ela é a primeira teoria que prova ser capaz de explicar as características significativas das órbitas observadas levando em consideração a órbita dos nossos oito planetas. Os resultados estão publicados no Astronomical Journal.

Além da órbita de Netuno fica o Cinturão de Kuiper, feito de pequenos corpos que sobraram da formação do nosso sistema solar. Netuno e outros planetas gigantes influenciam gravitacionalmente os objetos dentro e além do Cinturão, objetos estes que são conhecidos como TNOs (Objetos trans-Netunianos), que rodeiam o Sol em caminhos quase circulares em todas as direções.

Contudo, astrônomos descobriram que alguns corpos fogem à regra. Desde 2003, pelo menos 30 TNOs com uma órbita altamente elíptica foram observados: eles destacam-se do resto dos objetos por terem em comum, em média, a mesma orientação espacial. Esse tipo de agrupamento não pode ser explicado pela arquitetura do nosso sistema solar de oito planetas, e levou astrônomos a teorizar que essas órbitas incomuns podem estar sob a influência da existência de um desconhecido nono planeta.

A hipótese do “Planeta Nove” sugere que para explicar a órbita pouco habitual desses objetos seria necessário existir outro planeta, supostamente dez vezes maior do que a Terra, escondido no ponto mais distante do sistema solar e reunindo esses objetos celestes em sua direção através do esforço combinado de sua própria gravidade e do resto do sistema solar.

“Essa hipótese é fascinante, mas se o planeta realmente existe por enquanto ele conseguiu evitar nossa detecção,” disse o co-autor Antranik Sfilian, estudante de PhD no Departamento de Matemática e Física Teórica Aplicada em Cambridge. “Nós queríamos ver se existia alguma outra causa, menos dramática e talvez mais natural, para as órbitas incomuns desses objetos. Nós pensamos, ao invés de ceder à hipótese, e então cogitamos por que simplesmente não levar em consideração a gravidade desses pequenos objetos formando um disco além de Netuno? Queríamos ver até onde isso nos levaria.”

O professor Jihad Touma da Universidade Americana de Beirute e o seu antigo estudante Sefilian modelaram a dinâmica espacial dos TNOs com a ação combinada dos planetas exteriores gigantes e o enorme disco que se estende para além de Netuno. Os cálculos da dupla que surgiram de um seminário na universidade onde trabalham e estudam revelaram um modelo que pode explicar as órbitas espacialmente agrupadas de alguns dos objetos. Durante o processo, a dupla foi capaz de identificar o alcance da massa do disco, sua excentricidade orbital e os pólos de força gravitacional em suas orientações, que fielmente reproduziram as órbitas dos TNOs.

“Se você remover o planeta nove do modelo e ao invés disso substituí-lo por vários pequenos objetos espalhados ao redor de uma vasta área, atrações coletivas entre esses objetos podem facilmente explicar a excentricidade das órbitas observadas nos TNOs,” disse Sefilian, que hoje é um membro da Faculdade Darwin e um estudioso da Gates Cambridge.

Tentativas anteriores para estimar a massa total dos objetos além de Netuno resultaram em um número apenas correspondente a um décimo da massa da Terra. Contudo, para que os TNOs sejam os responsáveis pelas órbitas estudadas o modelo criado por Sefilian e Touma requer que a massa combinada do Cinturão de Kuiper tenha aproximadamente dez vezes a massa do nosso planeta.

“Quando observamos outros sistemas solares, nós frequentemente estudamos o disco ao redor da estrela central para inferir as propriedades dos planos orbitando ao seu redor,” disse Sefilian. “O problema é que quando você está observando o disco de dentro de seu próprio sistema, é quase impossível enxergar tudo de uma vez. Nós não temos nenhuma evidência observada quanto ao disco, mas também não temos nenhuma que corrobore com o Nono Planeta. É por isso que estamos investigando ainda outras possibilidades. Ainda assim, é interessante notar que observar os análogos do Cinturão de Kuiper revela, assim como os modelos de formação de planetas, massivas populações de destroços remanescentes.”

“Também é possível que as duas coisas sejam verdadeiras – que exista um disco de destroços nos confins do nossos sistema e um nono planeta também. Com a descoberta de cada TNO, nós juntamos mais evidências que possam explicar o seu comportamento.”

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