O estudo das muitas luas do Sistema Solar revelou uma riqueza de informações nas últimas décadas. Isso inclui as luas de Júpiter - 69 das quais foram identificadas e nomeadas - Saturno (que tem 62) e Urano (27). Nos três casos, os satélites que orbitam esses gigantes gasosos têm órbitas progressivas e de baixa inclinação. No entanto, dentro do sistema netuniano, os astrônomos observaram que a situação era bem diferente.
Comparado aos outros gigantes de gás, Netuno tem muito menos satélites, e a maior parte da massa do sistema está concentrada em um único satélite que se acredita ter sido capturado (ou seja, Triton). De acordo com um novo estudo realizado por uma equipe do Instituto de Ciência Weizmann em Israel e do Southwest Research Institute (SwRI) em Boulder, Colorado, Netuno pode ter tido sistemas de satélites mais massivos, que a chegada de Triton pode ter interrompido.
O estudo, intitulado "Evolução de Tritão com um sistema de satélite neptuniano primordial", apareceu recentemente em O Jornal Astrofísico. A equipe de pesquisa consistiu em Raluca Rufu, astrofísico e geofísico do Instituto Weizmann, e Robin M. Canup - vice-presidente associado do SwRI. Juntos, eles consideraram modelos de um sistema netuniano primordial e como ele pode ter mudado graças à chegada de Triton.
Por muitos anos, os astrônomos acreditam que Triton já foi um planeta anão que foi expulso do Cinturão de Kuiper e capturado pela gravidade de Netuno. Isso se baseia em sua órbita retrógrada e altamente inclinada (156.885 ° para o equador de Netuno), que contradiz os modelos atuais de como os gigantes gasosos e seus satélites se formam. Esses modelos sugerem que, à medida que planetas gigantes acumulam gás, suas luas se formam a partir de um disco de entulho circundante.
Consistente com os outros gigantes gasosos, o maior desses satélites teria órbitas regulares progressivas que não são particularmente inclinadas em relação ao equador de seu planeta (normalmente menor que 1 °). A este respeito, acredita-se que Triton já fez parte de um binário composto por dois objetos trans-netunianos (TNOs). Quando eles passaram por Netuno, Tritão teria sido capturado por sua gravidade e gradualmente caiu em sua órbita atual.
Como afirmam Rufu e Canup em seu estudo, a chegada desse satélite massivo provavelmente causaria muitas perturbações no sistema neptuniano e afetaria sua evolução. Isso consistiu em explorar como as interações - como dispersão ou colisões - entre os satélites anteriores de Triton e Netuno teriam modificado a órbita e a massa de Triton, bem como o sistema em geral. Como eles explicam:
“Avaliamos se as colisões entre os satélites primordiais são perturbadoras o suficiente para criar um disco de detritos que aceleraria a circularização de Triton ou se Triton experimentaria um impacto perturbador primeiro. Procuramos encontrar a massa do sistema de satélites primordial que produziria a arquitetura atual do sistema netuniano. ”
Para testar como o sistema netuniano poderia ter evoluído, eles consideraram diferentes tipos de sistemas de satélites primordiais. Isso incluiu um que era consistente com o sistema atual de Urano, composto por satélites progressivos com uma ração de massa semelhante às maiores luas de Urano - Ariel, Umbriel, Titania e Oberon -, bem como um que era mais ou menos massivo. Eles então conduziram simulações para determinar como a chegada de Triton teria alterado esses sistemas.
Essas simulações foram baseadas em leis de escala de interrupção, que consideravam como os impactos não atingidos e atropelados entre Triton e outros órgãos teriam levado a uma redistribuição de matéria no sistema. O que eles descobriram, após 200 simulações, foi que um sistema que tivesse uma razão de massa semelhante ao atual sistema uraniano (ou menor) teria maior probabilidade de produzir o atual sistema netuniano. Como eles afirmam:
"Descobrimos que um sistema de satélite anterior com uma razão de massa semelhante ao sistema uraniano ou menor tem uma probabilidade substancial de reproduzir o sistema netuniano atual, enquanto um sistema mais massivo tem uma baixa probabilidade de levar à configuração atual".
Eles também descobriram que a interação do Triton com um sistema de satélite anterior também oferece uma explicação potencial de como sua órbita inicial poderia ter diminuído com rapidez suficiente para preservar as órbitas de pequenos satélites irregulares. Caso contrário, esses corpos semelhantes a Nereidas seriam expulsos de suas órbitas, pois as forças das marés entre Netuno e Tritão fizeram com que Tritão assumisse sua órbita atual.
Por fim, este estudo não apenas oferece uma possível explicação sobre o motivo pelo qual o sistema de satélites de Netuno difere do de outros gigantes de gás; também indica que a proximidade de Netuno ao cinturão de Kuiper é o responsável. Ao mesmo tempo, Netuno pode ter tido um sistema de luas muito parecido com o de Júpiter, Saturno e Urano. Mas como está bem situado para pegar objetos anões do tamanho de um planeta que foram expulsos do Cinturão de Kuiper, isso mudou.
Olhando para o futuro, Rufu e Canup indicam que são necessários estudos adicionais para esclarecer a evolução inicial de Triton como um satélite neptuniano. Essencialmente, ainda existem perguntas sem resposta sobre os efeitos que o sistema de satélites pré-existentes teve sobre o Triton e a estabilidade dos satélites de progresso irregular.
Essas descobertas também foram apresentadas pelo Dr., Rufu e Dr. Canup durante a 48ª Conferência de Ciência Lunar e Planetária, realizada em The Woodlands, Texas, em março passado.
