29/06/2005
Povos de toda cultura têm sido fascinados pelas manchas escuras na Lua, que parecem compor a figura de um cloelho, rãs, o rosto de um palhaço e até São Jorge lutando contra o dragão. Atravès das missões Apolo, os cientistas descobriram que essas características são na verdade enormes planícies de impacto que foram inundadas com lava agora já solidificada. Uma surpresa é que essas planícies se formaram relativamente tarde na história do sistema solar primordial - cerca de 700 milhões de anos após a formação da Terra e da Lua. Muitos cientistas hoje acreditam que essas planícies lunares de impacto são testemunhas de um muito grande e repentino aumento na taxa de bombardeamento nos planetas por planetesimais - pequenos objetos de gelo e rocha -, denominado o Intenso Bombardeamento Tardio (late heavy bombardment - LHB). A causa desse bombardeamento, no entanto, é considerada por muitos um dos mistérios mais bem preservados na história do Sistema Solar. Numa série de três artigos publicados juntos na edição desta semana do periódico Nature, um grupo internacional de cientistas em ciências planetárias, Rodney S. Gomes (Observatório Nacional, Rio de Janeiro), Harold Levison (Southwest Research Institute, Estados Unidos), Alessandro Morbidelli (Observatório da Côte d'Azur (OCA), Nice, França) e Kleomenis Tsiganis (OCA e Universidade de Tessalônica, Grécia) - reunidos dentro de um programa de intercâmbio científico, promovido pelo Observatório de Nice - propuseram um modelo que não só soluciona o mistério da origem do LHB como também explica muitas das características observadas do sistema solar exterior. Este novo modelo prevê que os quatro planetas gigantes, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, se formaram dentro de uma configuração orbital bem compacta, com um disco de planetesimais circundando-os externamente. Simulações numéricas empreendidas pelo grupo mostra que alguns desses planetesimais foram tirados do disco devido a efeitos gravitacionais dos planetas, que espalharam estes pequenos objetos por todo o sistema solar, tanto para regiões externas quanto para regiões internas. Como Isaac Newton nos ensinou, para cada ação existe uma reação igual e contrária. Se um planeta joga um planetesimal para fora do sistema solar, o planeta, como compensação, se desloca um pouquinho em direção ao Sol. Se, por outro lado, o planeta joga o planetesimal para dentro, o planeta move-se ligeiramente afastando-se do Sol. Simulações numéricas mostram que, na média, Júpiter se desloca para dentro, enquanto os outros planetas se movem para fora. Inicialmente, este processo era extremamete lento, levando milhões de anos para os planetas se moverem um pequeno percurso. Então, de acordo com este novo modelo, depois de 700 milhões de anos, a situação mudou repentinamente. Neste momento, Saturno migrou para a posição em que seu período orbital era exatamente duas vezes o de Júpiter. Esta configuração orbital especial fez com que as órbitas de Saturno e Júpiter de repente se tornassem mais elípticas. Isto fez com que as órbitas de Urano e Netuno também se tornaram muito elípticas e começassem a espalhar uma a outra e também a Saturno. O grupo de Nice argumenta que essa evolução das órbitas de Urano e Netuno provocou o LHB na Lua. Suas simulações no computador mostram que esses planetas penetraram muito rapidamente no disco de planetesimais, espalhando objetos por todo o sistema solar. Muitos desses objetos entraram no sistema solar interno onde atingiram a Terra e a Lua com vários impactos. Além disso, todo esse processo desestabilizou as órbitas de asteróides, que também teria contribuido para o LHB. Finalmente, o efeito gravitacional do disco de planetesimais fez com que Urano e Netuno evoluissem para as suas órbitas atuais. O grupo de Nice fez dezenas de simulações desse processo e, estatisticamente, os planetas estacionaram em órbitas muito parecidas com as que vemos hoje, com as corretas separações, excentricidades e inclinações. Portanto, além do LHB, foi possível explicar também as órbitas dos planetas gigantes. Nenhum outro modelo tinha conseguido explicar ambas as coisas antes. No entanto, havia outro obstáculo a superar. O sistema solar tem atualmente uma população de asteróides que seguem essencialmente a mesma órbita de Júpiter, mas vão a frente ou atrás dele a uma distância angular aproximada de 60 graus. Simulações por computador mostram que esses corpos, conhecidos como asteróides troianos, teriam se perdido na medida em que as órbitas planetárias evoluiam por migração. O grupo de cientistas permaneceram por meses trabalhando em torno desse problema que parecia invalidar o modelo até que percebeu-se que "se um pássaro pode escapar de uma gaiola, outro pássaro pode vir de fora e entrar na mesma gaiola''. O grupo de Nice descobriu que alguns dos próprios objetos que estavam conduzindo a evolução dos planetas, e que causaram o LHB, teriam sido também capturados em órbitas asteroidais troianas. Nas simulações, os troianos capturados vieram a reproduzir a mesma distribuição orbital dos verdadeiros Troianos, o que até então, não tinha uma explicação. A massa total estimada dos objetos capturados era também consistente com a população observada. No total, o novo modelo do grupo de Nice explica de forma natural as órbitas dos planetas gigantes, os asteróides Troianos e o LHB com uma precisão sem precedentes. O modelo explica tantas coisas simultaneamente que o grupo acredita que esteja basicamente correto. A estrutura do sistema solar exterior indica que os planetas provavelmente experimentaram uma 'mexida' bem depois que o processo de formação planetária havia já terminado. Artigos e autores: * Origin of the orbital architecture of the Giant Planets of the Solar System. Nature 435, 459-461. K. Tsiganis, R. Gomes, A. Morbidelli, H. Levison. * Chaotic capture of Jovian Trojan asteroids during the early dynamical evolution of the Solar System. Nature 435, 462-465. A. Morbidelli, H. Levison, T. Tsiganis, R. Gomes. * Origin of the Cataclysmic Late Heavy Bombardment of the Terrestrial Planets. Nature 435, 466-469. R. Gomes, H. Levison, A. Morbidelli, T. Tsiganis. Rodney Gomes, um dos autores, é pesquisador do Observatório Nacional.