CCVAlg – Astronomia Centro Ciência Viva do Algarve – Astronomia
Crédito: NASA/JPL/SSI
Investigações recentes sugerem que os anéis brilhantes de Saturno e a sua maior lua, Titã, podem ter tido origem em colisões entre as suas luas. Enquanto a missão de 13 anos da Cassini alargou a nossa compreensão de Saturno, as descobertas dos seus anéis jovens e da órbita em rápida mudança de Titã levantaram novas questões. Agora, um estudo liderado por Matija Ćuk, cientista do Instituto SETI, propõe uma explicação que liga a formação das luas e dos anéis, centrando-se na possibilidade de Titã ser o produto de uma fusão de luas.
Perto do fim da sua missão, a Cassini mediu a distribuição interna da massa de Saturno, que governa a lenta oscilação do eixo de rotação do planeta, ou precessão. Durante décadas, os cientistas pensaram que o período de precessão de Saturno coincidia com o de Neptuno, permitindo que as interações gravitacionais dos dois planetas inclinassem gradualmente Saturno e nos deixassem ver claramente os seus anéis. A trajetória final da Cassini mostrou que a massa de Saturno está ligeiramente mais concentrada no seu centro do que o esperado, alterando a sua precessão de modo a deixar de coincidir com a de Neptuno. Para explicar este facto, os investigadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) e da Universidade da Califórnia em Berkeley propuseram que Saturno teve em tempos uma lua extra, que foi ejetada após um encontro próximo com Titã e que se fragmentou para formar os anéis.
O estudo conduzido pelo Instituto SETI utilizou simulações de computador para determinar se uma lua extra poderia aproximar-se o suficiente de Saturno para formar anéis. O resultado mais provável era uma colisão desta lua extra com Titã. Hiperião, a pequena lua de Saturno, deformada e em constante movimento, tem a sua órbita ligada à de Titã.
“Hiperião, a mais pequena das principais luas de Saturno, forneceu-nos a pista mais importante acerca da história do sistema”, disse Ćuk. “Nas simulações em que a lua extra se tornou instável, Hiperião perdeu-se frequentemente e sobreviveu apenas em casos raros. Reconhecemos que o acoplamento Titã-Hiperião é relativamente jovem, com apenas algumas centenas de milhões de anos. Isso data aproximadamente do mesmo período em que a lua extra desapareceu. Talvez Hiperião não tenha sobrevivido a esta convulsão, mas tenha resultado dela. Caso a lua extra se tenha fundido com Titã, provavelmente produziu fragmentos perto da órbita de Titã. É exatamente aí que Hiperião se teria formado”.
Este novo modelo sugere que Titã se formou a partir de uma fusão entre duas luas anteriores: uma “proto-Titã”, quase tão grande como a própria lua Titã, e uma mais pequena “proto-Hiperião”. Esta fusão poderia explicar as poucas crateras de impacto de Titã, que teriam sido apagadas no processo. A órbita excêntrica de Titã, agora a tornar-se rapidamente mais circular, sugere uma perturbação recente da proto-Hiperião. Antes de se fundir, a proto-Titã pode ter-se assemelhado a Calisto, de Júpiter, com crateras e sem atmosfera. A equipa liderada pelo Instituto SETI também descobriu que, antes do seu desaparecimento, proto-Hiperião inclinou a órbita da distante lua de Saturno, Jápeto, resolvendo outro mistério de longa data.
Se Titã realmente foi formada através de uma fusão entre duas luas, de onde vêm os anéis de Saturno? Membros da equipa do Instituto SETI propuseram, há mais de dez anos, que os anéis são detritos resultantes de colisões entre luas de tamanho médio mais próximas de Saturno. Esta ideia foi mais tarde apoiada por simulações da Universidade de Edimburgo e do Centro de Investigação Ames da NASA. Estas simulações mostraram que a maior parte dos detritos se voltaria a unir em luas. Uma fração dos detritos seria espalhada para o interior, formando anéis.
Durante anos, pensou-se que esta colisão entre luas interiores era despoletada pelo Sol, mas novas investigações concluem que é mais um resultado da fusão de Titã. A órbita excêntrica de Titã pode desestabilizar as luas interiores quando os seus períodos são uma fração do de Titã – uma situação conhecida como ressonância orbital, em que as órbitas se alinham e a influência gravitacional aumenta. Embora improvável por acaso, a órbita em expansão de Titã por vezes cria estes rácios. O resultado para as luas mais pequenas afetadas pode ser catastrófico: as suas órbitas alongam-se, levando-as a colidir com as suas vizinhas. Embora o momento deste segundo cataclismo não seja claro, deve ter ocorrido após a fusão de Titã, o que é consistente com a idade estimada dos anéis de cerca de 100 milhões de anos.
A missão Dragonfly da NASA, que chegará a Titã em 2034, poderá testar esta hipótese. O octocóptero movido a energia nuclear irá analisar a geologia e a química da superfície. A Dragonfly poderá revelar evidências de que Titã resultou de uma colisão massiva entre luas há 500 milhões de anos, sugerindo que a lua de Saturno foi moldada pela violência.
// Instituto SETI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv)
Saiba mais:
Hiperião:
NASA
Solarviews
Wikipedia
Saturno:
NASA
The Nine Planets
Solarviews
Wikipedia
Anéis de Saturno (Wikipedia)
Luas de Saturno (Wikipedia)
