No dia 14 de julho de 2015, o Novos Horizontes A sonda fez história ao realizar o primeiro sobrevôo de Plutão e de seu maior satélite, Caronte. As imagens impressionantes que esta missão obteve destes mundos gelados ajudaram os cientistas a responder a algumas das principais questões sobre Plutão e a sua enorme lua, que têm estado envoltas em mistério durante décadas (devido à sua grande distância da Terra). Um dos maiores mistérios que os cientistas contemplaram desde que Caronte foi descoberto pela primeira vez em 1978 é como ele se juntou a Plutão.
Durante décadas, os astrónomos suspeitaram que Plutão e Caronte se formaram através de um processo semelhante ao da Terra e da Lua. Esta teoria, conhecida como Hipótese do Impacto Gigante, afirma que há cerca de 4,5 mil milhões de anos, a Terra primordial foi atingida por um corpo do tamanho de Marte chamado Theia. Em um novo estudouma equipe de pesquisadores da Universidade do Arizona desafiou essa suposição e ofereceu uma teoria alternativa conhecida como “beijo e captura”. As suas descobertas podem ajudar os cientistas a compreender melhor como os corpos planetários no Sistema Solar exterior se formam e evoluem.
O estudo foi liderado por Adeene Dentonpós-doutorado da NASA na Universidade do Arizona Laboratório Lunar e Planetário e o Instituto de Pesquisa do Sudoeste (SwRI). Ela foi acompanhada por Erik Asphaug, professor de ciências planetárias no Escola de Exploração Terrestre e Espacial (SESE) e o Laboratório Lunar e Planetário (LPL) na Universidade do Arizona; Robert Melikyan, aluno de pós-graduação da LPL, e Alexandre Emsenhuber, pesquisador de pós-doutorado do Pesquisa Espacial e Ciência Planetária (SRPS) na Universidade de Berna. O artigo que descreve suas descobertas, “Captura de um antigo Caronte em torno de Plutão”, foi publicado na revista Geociências da Natureza.
Anteriormente, os cientistas acreditavam que Plutão e Caronte se formaram a partir de uma colisão massiva, semelhante à Hipótese do Impacto Gigante. De acordo com esta teoria, um planeta do tamanho de Marte chamado Theia colidiu com uma Terra primordial há cerca de 4,5 mil milhões de anos. Este impacto transformou ambos os corpos em detritos derretidos que eventualmente se fundiram para formar a Terra e a Lua, eventualmente estabelecendo-se no sistema Terra-Lua. De acordo com o estudo da equipa, esta teoria não se enquadra quando se trata de Plutão e Caronte porque não leva em conta a força estrutural dos mundos frios e gelados.
Usando o cluster de computação de alto desempenho da Universidade do Arizona, a equipe conduziu simulações avançadas de impacto. Isto mostrou que quando Plutão e um proto-Caronte colidiram, eles ficaram temporariamente presos juntos e formaram um único objeto em forma de boneco de neve – não muito diferente de Arrokoth, o primeiro Objeto do Cinturão de Kuiper (KBO) que Novos Horizontes pesquisados em 31 de dezembro de 2018. Com o tempo, eles se separaram para se tornar o sistema binário que observamos lá hoje. Disse Denton em um História da U of A News:
“Plutão e Caronte são diferentes – são menores, mais frios e feitos principalmente de rocha e gelo. Quando consideramos a resistência real desses materiais, descobrimos algo completamente inesperado. A maioria dos cenários de colisão planetária são classificados como ‘atropelar e fugir’ ou ‘raspar e fundir’. O que descobrimos é algo completamente diferente – um cenário de ‘beijo e captura’ onde os corpos colidem, ficam juntos brevemente e depois se separam enquanto permanecem gravitacionalmente ligados.”
Os seus resultados também sugerem que Plutão e Caronte permaneceram praticamente intactos durante a colisão e mantiveram grande parte da sua composição original. Isto desafia os modelos anteriores que sugerem que os corpos em colisão trocarão material durante o impacto. Isto baseia-se em estudos das rochas lunares da Apollo, que indicaram que a Terra e a Lua são semelhantes em composição, uma descoberta que levou os cientistas a concluir que o sistema Terra-Lua se formou em conjunto. Além do mais, a sua investigação oferece uma explicação potencial de como Plutão pode ter desenvolvido um oceano interno.
O processo de colisão, afirmam eles, combinado com o atrito das marés causado pela separação de Plutão e Caronte, teria causado um aquecimento interno considerável em ambos os corpos. Isto poderia ter fornecido o mecanismo necessário para a criação de um oceano subterrâneo, ao contrário de uma teoria anterior onde os cientistas argumentavam que Plutão se formou durante o início do Sistema Solar, quando havia muito mais elementos radioativos. No entanto, os cientistas expressaram dúvidas sobre esta teoria devido às restrições de tempo que ela impõe.
Denton e os seus colegas estão agora a planear estudos de acompanhamento para explorar várias questões relacionadas com este sistema de corpos gelados. Isto inclui como as forças das marés influenciaram a evolução inicial de Plutão e Caronte quando estavam muito mais próximos, como este cenário de formação se alinha com as atuais características geológicas de Plutão e se processos semelhantes poderiam explicar a formação de outros sistemas binários. Disse Dentão:
“Estamos particularmente interessados em compreender como esta configuração inicial afeta a evolução geológica de Plutão. O calor do impacto e as subsequentes forças de maré podem ter desempenhado um papel crucial na formação das características que vemos hoje na superfície de Plutão.”
Leitura adicional: Universidade do Arizona, Natureza
