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out 20

Discussões sobre a formação do Sistema Solar parte 2: Marte e Mercúrio foram formados das sobras da Terra e Vênus?

Ao olhar a comparação acima dos 4 planetas telúricos várias dúvidas surgem: Vênus tem um diâmetro de 95% do da Terra e 81,5% da massa terrestre. Até aqui tudo bem... Mas e os outros dois? Mercúrio e Marte são planetas nanicos! Mercúrio tem apenas 5,5% da massa da Terra. Marte tem somente 10,7% da massa terrestre. Quais seriam as razões destas discrepâncias se o disco de matéria do Sistema Solar primordial, segundo a teoria tradicional, se distribuiu uniformemente? Há algo errado neste modelo?

Introdução – o debate em 2009 da Divisão de Ciências Planetárias:

O Sistema Solar primordial foi uma verdadeira galeria de tiro. Nossa lua se formou quando um objeto, denominado Theia, do tamanho de Marte chocou-se com a Terra e ejetou para o espaço uma gigantesca nuvem escombros que por acresção criou o nosso único satélite natural. Agora, no recente encontro anual (2009) da Divisão de Ciências Planetárias em Fajardo, Porto Rico, Erik Asphaug, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz reportou que o objeto (Theia) chocou-se com a Terra em uma velocidade bem baixa. Se a velocidade fosse maior os escombros teriam sido expelidos para o espaço interplanetário, isto é, seriam ejetados em velocidade superior a velocidade de escape do nosso planeta e assim, não teríamos a nossa Lua. Com esta afirmação Asphaug reacendeu a discussão sobre “Por que Vênus não tem nenhuma lua?”. Como é que Vênus conseguiu desviar-se de todos os demais objetos do Sistema Solar primordial? A resposta é simples, segundo Asphaug: Vênus não escapou dos violentos choques… Talvez até Vênus pode ter tido um destino ‘pior que o nosso’, tendo talvez ejetado um outro planeta (?) E onde está este tal planeta agora? Será Mercúrio o resultado de uma colisão sofrida por Vênus? Afinal, Mercúrio se formou a partir de uma colisão entre Vênus e o outro objeto ou mesmo a partir de um segundo impacto sofrido pela Terra? Marte e Mercúrio foram formados dos restos da Terra e Vênus?.

Marte e Mercúrio foram formados dos restos da Terra e Vênus?

Sim (!), de acordo com uma teoria radical sobre a formação dos planetas rochosos.

Este modelo proposto tenta explicar algumas características de Marte e Mercúrio que têm há muito tempo intrigado os cientistas, disse Brad Hansen, astrônomo da Universidade da Califórnia, Los Angeles, EUA.

“Neste cenário proposto, Marte e Mercúrio são essencialmente produtos secundários” da Terra e de Vênus, afirma Hansen, que apresentou sua pesquisa no encontro da AASAmerican Astronomical Society (Sociedade Astronômica Americana) em Long Beach, Califórnia, em janeiro de 2009.

Fusão de montanhas…

Em geral os cientistas concordam que tanto a Terra como os outros planetas telúricos do Sistema Solar se formaram a partir de um fino disco de gás e poeira cósmica que formou um imenso anel em volta do nosso Sol primordial há pouco mais de 4,5 bilhões de anos. Essa gênese tem sido corroborada a partir de observações em outros sistemas e até em volta de estrelas mortas (veja um bom exemplo em “Planet-Forming Disk Spotted Around Dead Star” [National Geographic – 05 de abril de 2006]).

Ao longo do tempo as partículas de poeira se fundem gerando aglomerados do tamanho de seixos. Os seixos tornam-se pedregulhos (boulders) que se juntam formando corpos  denominados ‘planetesimais’ com o tamanho de montanhas. Finalmente, estes ‘planetesimais’ se agrupam formando os planetas maduros.

Em simulações computacionais deste processo de formação planetária, os cientistas assumem tipicamente que as partículas primordiais estavam distribuídas uniformemente em um disco de matéria em volta do Sol.

“Embora isto seja uma abordagem primária lógica, existem alguns problemas”, disse Andrew Youdin, um cientista especializado em modelagem planetária do Instituto Canadense de Astrofísica Teórica (CITA – Canadian Institute for Theoretical Astrophysics), que não estava envolvido na pesquisa liderada por Brad Hansen.

Se os planetas rochosos realmente se formaram a partir de um disco homogêneo de escombros, todos eles deveriam ser aproximadamente do mesmo tamanho e massa e orbitar o Sol em órbitas circulares semelhantes, Youdin explicou.

Na realidade, entretanto, tanto Vênus quanto a Terra são muito mais massivos que Mercúrio e Marte e as órbitas destes planetas menores são bem mais elípticas (excêntricas – veja tabela*) que o esperado considerando o modelo tradicional de formação planetária.

“A explicação tradicional é que isto [as discrepâncias nas massas e na excentricidade das órbitas] foi mera ‘sorte’, ou mais cientificamente falando, foi conseqüência do ‘caos’, com a proximidade de Júpiter em relação a Marte realizando um papel complementar”, Youdin comentou, fazendo referencia à forte atração gravitacional desempenhada pelo massivo planeta Júpiter.

Novos pensamentos planetários…

Agora Brad Hansen nos trás uma interpretação diferente. Hansen propõe que o disco de matéria do ‘proto-sistema-solar’ fragmentou-se em bandas de detritos a várias distâncias do Sol, de forma similar aos anéis de Saturno.

De acordo com este cenário a Terra e Vênus formaram-se dentro de uma banda particularmente densa ou anelar, no sistema Solar interior.

Circulando em torno do Sol, os protoplanetas Terra e Vênus recém-formados viajavam através de um oceano de detritos de tamanhos variados (desde seixos até montanhas). Os dois protoplanetas capturaram e assimilaram grande parte destes detritos, mas também expulsaram parte desta matéria para fora do mega-anel do Sistema Solar primordial.

A maior parte destas partículas ejetadas eventualmente retornou ao anel original, mas outros grupos colidiram entre si durante sua jornada fora do anel.

“Se isto aconteceu, as partículas agrupadas migraram para uma nova órbita”, explicou Hansen. “Elas desacoplaram-se do mega-anel do Sistema Solar interior e não retornaram”.

Simulações computacionais projetadas por Hansen calcularam que Mercúrio e Marte podem ter se formado a partir destes detritos separados.

Hansen estimou que cerca de 90% (veja a tabela* abaixo, com valores reais) dos detritos do mega anel foi assimilado pela Terra mais Vênus, enquanto que as sobras formaram Mercúrio e Marte.

* Tabela com os 4 planetas telúricos e a Lua

Planetas Telúricos e a Lua

Massa Relativa (Terra=1)

% da Massa Total

Excentricidade (Terra=1)

Terra

1

50,3%

1

Vênus

0,815

41,0%

0,4

Mercúrio

0,055

2,8%

12

Marte

0,107

5,4%

5,6

Lua

0,0123

0,6%

Massa Total

1,9893

Marte + Mercúrio

0,162

8,1%

Vênus + Terra

1,815

91,2%

Inspiração ou loucura?

O novo modelo planetário é “simples e elegante”, exclamou Youdin da CITA.

No modelo de Hansen, “a Terra e Vênus são massivos e tem órbitas circulares por que se formaram a partir da maior parte do anel de matéria vizinho”, explicou Youdin. “Mercúrio e Marte são menores e excêntricos por que uma pequena parte do material [menos de 10%] foi expelida para fora do anel”.

Phil Armitage, astrofísico da Universidade do Colorado em Boulder, EUA, que não participou diretamente da pesquisa disse que a idéia de Hansen é “bastante provocativa”. “O modelo de Brad Hansen é uma tentativa extremamente original de resolver estes problemas apresentando uma hipótese que ao mesmo tempo é inspirada e exótica”, Armitage comentou.

Hansen desafia os demais cientistas dizendo que seu modelo faz previsões especiais que poderiam ser cientificamente testadas. “Este modelo prevê que todos os planetas telúricos vieram praticamente da mesma reserva original [de matéria]”, ele argumenta.

Se o modelo de Hansen estiver correto, as composições dos quatro planetas rochosos do Sistema Solar devem ser forçosamente semelhantes.

Armitage concordou, dizendo: “No modelo padrão (tradicional) a composição da matéria prima que gerou os planetas varia de acordo com a distância dentro do disco em relação ao Sol”.

Fontes e Referências

National Geographic News:

Scientific American: Double Impact May Explain Why Venus Has No Moon por George Musser

._._.



2 comentários

3 menções

  1. Jorge Victor

    Se a Terra ,Vênus, Marte e Mercúrio têm a mesma origem , por quê são tão diferentes ?

  2. Mirian Martin

    Acho que se eu vier muito no seu site, a cada vez eu vejo mil possibilidades, todas absolutamente impossiveis, mas deliciosas de se imaginar. 🙂

  1. Discussões sobre a formação do Sistema Solar parte 1: por que Vênus não tem nenhuma lua? » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] O Sistema Solar primordial foi uma verdadeira galeria de tiro. Nossa lua se formou quando um objeto, denominado Theia, do tamanho de Marte chocou-se com a Terra e ejetou para o espaço uma gigantesca nuvem escombros que por acresção criou o nosso único satélite natural. No encontro anual (2009) da Divisão de Ciências Planetárias em Fajardo, Porto Rico, Erik Asphaug, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz reportou que o objeto (Theia) chocou-se com a Terra em uma velocidade bem baixa. Se a velocidade fosse maior os escombros teriam sido expelidos para o espaço interplanetário, isto é, seriam ejetados em velocidade superior a velocidade de escape do nosso planeta e assim, não teríamos a nossa Lua. Com esta afirmação Asphaug reacendeu a discussão sobre “Por que Vênus não tem nenhuma lua?”. Como é que Vênus conseguiu desviar-se de todos os demais objetos do Sistema Solar primordial? A resposta é simples, segundo Asphaug: Vênus não escapou dos violentos choques… Talvez até Vênus pode ter tido um destino ‘pior que o nosso’, tendo talvez ejetado um outro planeta (?) E onde está este tal planeta agora? Será Mercúrio o resultado de uma colisão sofrida por Vênus? Afinal, Mercúrio se formou a partir de uma colisão entre Vênus e o outro objeto ou mesmo a partir de um s…. […]

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