Cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, o planeta anão Plutão de repente foi acompanhado por um companheiro. Por um breve período – talvez apenas algumas horas – eles dançaram como se estivessem de braços dados antes de se separarem suavemente, um grande do-si-do que resultou em Plutão e seu quinteto de luas orbitando juntos o Sol hoje.
Os astrônomos há muito se perguntam como Caronte, a maior dessas luas, passou a orbitar Plutão. Artigo publicado segunda-feira na revista Geociências da Natureza descreveu uma possível sequência de eventos que podem resolver a questão.
“A razão pela qual Plutão e Caronte são tão interessantes é porque Caronte tem 50% do tamanho de Plutão”, disse Adeene Denton, cientista planetária da Universidade do Arizona que liderou o artigo. “O único sistema comparável é a Terra e sua lua.”
Caronte tem cerca de 1.200 quilômetros de diâmetro, enquanto Plutão tem quase 2.400 quilômetros de diâmetro. Essa proporção de tamanhos sugere que uma série de cenários convencionais que explicam como as luas se formam são improváveis, incluindo teorias de que Caronte se formou a partir de detritos em torno de Plutão ou foi capturado pela sua força gravitacional. Poderia a existência de Caronte ser explicada pelo tipo de colisão que se acredita ter ocorrido? formou a lua da Terra?
Os tamanhos de Plutão e Caronte significavam que era difícil descobrir como eles “não se fundiram como duas bolhas de líquido”, o resultado mais provável de um cenário tão explosivo, disse Erik Asphaug, também cientista planetário da Universidade do Arizona. e coautor do artigo.
Plutão e Caronte estão em uma região do sistema solar exterior, além de Netuno, chamada o cinturão de Kuipero que os torna muito rochosos e gelados. Ao incluir estas propriedades no seu modelo, a equipa de investigação concebeu um cenário onde os dois corpos colidiram e ficaram presos sem se fundirem.
Se Caronte atingisse Plutão a uma velocidade relativamente tranquila de cerca de 3.200 quilômetros por hora – 10 vezes mais lenta que o impacto de formação da lua na Terra – os dois teriam permanecido em contato por cerca de 10 horas antes de se separarem gradualmente, mas permanecerem juntos. Os pesquisadores descreveram esse encontro como um “beijo e captura”.
A resistência dos dois corpos impediu que eles se separassem, disse Denton.
Plutão estaria girando uma vez a cada três horas naquela época (a duração de um dia em Plutão hoje é de cerca de 150 horas), então os dois teriam girado três vezes enquanto estavam unidos. O momento angular de Plutão giratório teria então empurrado Caronte lentamente para longe, mas, o que é crucial, o deixou preso na órbita de Plutão.
Bill McKinnon, cientista planetário da Universidade de Washington em St. Louis, disse que tal cenário “faz sentido” dado o grande número de objetos que se acredita estarem à deriva em torno do cinturão de Kuiper no início do Sistema Solar. “A captura colisional é provavelmente um processo comum”, disse ele, com muitos outros grandes objetos binários que também se pensa existirem na cintura de Kuiper.
O impacto teria significado que “basicamente toda a superfície de Plutão ressurgiu”, disse o Dr. Denton, com Caronte perdendo a maior parte do gelo em sua superfície para seu companheiro. “O impacto é uma reinicialização geológica do sistema”, acrescentou ela.
Também pode ter resultado na formação das outras quatro luas conhecidas de Plutão – Nix, Styx, Kerberos e Hydra – que são minúsculas em comparação com Caronte e foram avistadas quando A espaçonave New Horizons da NASA passou por Plutão em 2015.
O modelo da equipe poderia oferecer uma nova explicação sobre como algumas luas acabam orbitando outros mundos. “Isso acrescenta uma nova reviravolta à física”, disse o Dr. “Tínhamos a ideia de que a força não importa nas colisões. Temos que rever essa suposição, mesmo para a formação da nossa lua.”
Estudar Plutão mais detalhadamente poderá dizer-nos se a sua dança cósmica realmente ocorreu, embora seja provável que demore muito tempo até que outra nave espacial visite o planeta anão.
“Se Caronte depositasse algumas das suas rochas em Plutão, poderíamos ver isso nos dados gravitacionais”, disse o Dr. “Infelizmente precisaríamos voltar a Plutão para testar isto.”
