Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
De todos os anéis do Sistema Solar, os de Saturno são, indiscutivelmente, os mais espetaculares.
Ao contrário dos finos círculos de poeira e rocha que circundam Júpiter, Urano, Netuno e até mesmo um planeta anão do Cinturão de Kuiper chamado Haumea, o sistema de anéis multicoloridos de Saturno é uma beleza gloriosamente extensa. Pontilhada com pequenas luas que esculpem suas bordas, é uma estrutura complexa, com cada um de seus sete anéis se movendo em velocidades diferentes.
Curiosamente, o próprio disco pelo qual Saturno é famoso parece ser chocantemente jovem. Evidências sugerem que o sistema de anéis tem apenas 100 milhões de anos, mais ou menos (e outras evidências sugerem que eles desaparecerão em menos de 100 milhões de anos a partir de agora).
Por que os anéis apareceram tanto tempo depois que o resto do Sistema Solar se formou é difícil de explicar, o que levou alguns cientistas a questionar se a interpretação dessa evidência está correta.
Agora, como subproduto de uma investigação sobre algumas das outras peculiaridades de Saturno, uma equipe apresentou uma resposta plausível. Se os anéis de Saturno são feitos de uma lua pulverizada, isso poderia explicar não apenas sua recente aquisição de discos empoeirados, mas duas outras características estranhas do planeta anelado: sua inclinação axial e a órbita estranha e em rápida expansão de sua maior lua, Titã.
Cada planeta do Sistema Solar tem uma inclinação axial, que é o ângulo entre o eixo de rotação e o plano orbital. Cada um acontece de ser diferente, também. Saturno atinge 26,7 graus, o que é semelhante à inclinação da Terra, Marte e Netuno. No entanto, a inclinação do gigante de gás está se tornando cada vez mais extrema, o que os cientistas atribuíram à migração de distanciamento de Titã.
De acordo com pesquisas anteriores, uma cadeia de interações gravitacionais de Saturno a Titã e Netuno teve uma influência significativa na inclinação do mundo dos anéis. A taxa na qual Saturno oscila em seu eixo rotacional (precessão rotacional) é muito próxima à taxa na qual toda a órbita de Netuno oscila (precessão orbital), um fenômeno conhecido como ressonância, sugerindo uma relação.
Esta pesquisa anterior descobriu que, ao contrário de estudos anteriores, essas vias gravitacionais teriam se ligado há relativamente pouco tempo, dado que Titã está migrando para longe de Saturno muito rapidamente para que eles tenham surgido no início do Sistema Solar.
O novo trabalho, realizado por uma equipe liderada pelo astrônomo Jack Wisdom, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (EUA), encontrou algo estranho. Eles usaram dados gravitacionais da sonda Cassini da NASA e um modelo da estrutura interior do planeta para ver se Saturno ainda está em ressonância com Netuno. A resposta? Não exatamente.
Isso foi curioso, então eles cavaram mais fundo para tentar descobrir o porquê. Se a órbita de Titã estivesse migrando para fora como esperado, mas depois inesperadamente mudada, isso poderia ter puxado Saturno e empurrado de volta para fora da ressonância, resultando na atual não muito ressonância com Netuno.
O próximo passo seria descobrir o que poderia ter mudado a órbita de Titã de forma tão dramática. Bem, há algo que sabemos que Saturno tem muito: luas.
Atualmente, com uma contagem de 82 (incluindo algumas ainda a serem confirmadas), possui o maior número conhecido de luas do Sistema Solar. Se Saturno tivesse um satélite adicional que se desestabilizasse, isso poderia ter alterado a precessão do planeta e o ajudado a escapar de sua ressonância com Netuno.
A equipe realizou centenas de simulações, cada uma com condições iniciais ligeiramente diferentes, do sistema de Saturno, incluindo esta lua hipotética, chamada Crisálida. E eles descobriram que esse cenário explicava perfeitamente tudo – a inclinação axial, a órbita de Titã e até os anéis de bebê de Saturno.
Especificamente, o cenário propõe, a presença de Crisálida poderia ter feito Saturno se inclinar em um grau maior do que vemos atualmente, em torno de 36 graus, através de uma ressonância com Netuno. Durante este tempo, teria tido interações gravitacionais com Titã.
Então, cerca de 160 milhões de anos atrás, a órbita de Crisálida se desestabilizou. Isso fez com que ele se aproximasse demais de Saturno, cuja gravidade separou a lua.
A partir de suas simulações, os pesquisadores estimam que cerca de 99% da Crisálida acabou colidindo com Saturno, mas material suficiente permaneceu suspenso em órbita para formar os anéis do planeta.
Se a lua estivesse gelada, como algumas luas do Sistema Solar, isso poderia ter produzido a abundância observada de gelo nos anéis de Saturno hoje.
Esse encontro violento também pode ter tirado Saturno da ressonância, diminuindo sua inclinação axial. No entanto, das 390 simulações, apenas 17 produziram as condições em que os anéis de Saturno se formaram.
Assim, como explica a astrônoma da Universidade Cornell (EUA), Maryame El Moutamid, em um comentário sobre o novo estudo, enquanto a ruptura da Crisálida é possível e plausível, embora seja provável que tenha sido uma ocorrência rara e única. É improvável que vejamos outro evento desse tipo tão cedo.
“Nós propomos”, escrevem os pesquisadores em seu paper, “que Saturno já teve um satélite adicional, Crisálida; que o sistema estava anteriormente na ressonância de precessão da órbita de rotação com Netuno; que a obliquidade de Saturno aumentou à medida que a taxa de precessão mudou por causa da migração de Titã; que escapou da ressonância de precessão por causa de uma instabilidade da órbita de Crisálida; e que um encontro próximo deste satélite hipotético com Saturno levou à formação de seus anéis.”
“É uma história muito boa”, disse Wisdom, “mas, como qualquer outro resultado, terá que ser examinada por outros.”
No entanto, ele explica coisas que até agora eram difíceis de entender. Pesquisas futuras sobre o fascinante e complexo sistema de Saturno e outros sistemas com anéis podem ajudar a determinar a taxa em que eventos como a destruição de Crisálida devem ocorrer.
A pesquisa foi publicada na revista Science.
