Um novo estudo afirma que Júpiter pode ter varrido o Sistema Solar jovem como uma bola de demolição, destruindo a primeira geração de planetas interiores antes de recuar para a sua órbita atual.
© NASA (Kepler-11 parecido com o Sistema Solar)
Esta pesquisa ajuda a explicar porque o nosso Sistema Solar é tão diferente das centenas de outros sistemas planetários descobertos pelos astrônomos nos últimos anos.
"Agora que podemos olhar para o nosso próprio Sistema Solar no contexto de todos estes outros sistemas planetários, uma das características mais interessantes é ausência de planetas dentro da órbita de Mercúrio," afirma Gregory Laughlin, professor de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, EUA. "O sistema planetário 'padrão' da nossa Galáxia parece ser um conjunto de super-Terras com períodos orbitais assustadoramente curtos. O nosso Sistema Solar é cada vez mais invulgar."
Nota-se que não só o "buraco" no nosso Sistema Solar interior, mas também certas características na Terra e em outros planetas rochosos e interiores, que teriam sido formados mais tarde do que os planetas exteriores a partir de uma fonte exausta de material de formação planetária.
Laughlin e Konstantin Batygin exploraram as implicações de um cenário importante para a formação de Júpiter e Saturno. Nesse cenário, proposto por uma outra equipe de astrônomos em 2011, Júpiter primeiro migrou para dentro na direção do Sol até que a formação de Saturno fez com invertesse o seu percurso e migrasse para fora até à sua posição atual. Batygin, que trabalhou pela primeira vez com Laughlin como estudante na Universidade da Califórnia em Santa Cruz e é agora professor assistente de ciência planetária no Instituto de Tecnologia da Califórnia, realizou cálculos numéricos para ver o que aconteceria se um conjunto de corpos rochosos com órbitas pequenas se tivesse formado antes da migração interior de Júpiter.
Nesse momento, é plausível que planetas rochosos com atmosferas espessas teriam sido formados perto do Sol a partir de um disco denso de gás e poeira, a caminho de se tornarem comuns "super-Terras" como tantos exoplanetas que já foram descobertos em torno de outras estrelas. No entanto, à medida que Júpiter se movia para mais perto do Sol, as perturbações gravitacionais do planeta gigante varreram os planetas interiores, planetesimais e asteroides para órbitas íntimas e sobrepostas, desencadeando uma série de colisões que esmagaram em pedaços todos os planetas jovens.
"É o mesmo fenômeno que nos preocupa se os satélites fossem destruídos em baixa órbita terrestre. Os seus fragmentos iriam começar a colidir com outros satélites e arriscaríamos uma reação em cadeia de colisões. O nosso trabalho indica que Júpiter criou uma tal cascata de colisões no Sistema Solar interior," explica Laughlin.
© K. Batygin/G. Laughlin (simulações do que teria acontecido com o Sistema Solar)
Os detritos resultantes teriam então espiralado para o Sol sob a influência de um "vento" forte a partir do gás denso que ainda rodava em torno do Sol. A avalanche teria destruído quaisquer super-Terras recém-formadas, levando-as para o Sol. Uma segunda geração de planetas interiores teriam sido formados mais tarde a partir de material empobrecido deixado para trás, o que é consistente com as evidências de que os planetas interiores do Sistema Solar são mais jovens do que os planetas exteriores. Os planetas interiores daí resultantes - Mercúrio, Vênus, Terra e Marte - são também menos massivos e têm atmosferas muito mais finas do que o esperado, comenta Laughlin.
"Uma das previsões da nossa teoria é que os planetas realmente semelhantes à Terra, com superfícies sólidas e pressões atmosféricas modestas, são raros," afirma.
Os caçadores de planetas já detectaram mais de mil exoplanetas em órbita de outras estrelas da Via Láctea, incluindo quase 500 sistemas com planetas múltiplos. O que emergiu destas observações, como sistema planetário "típico", é um sistema que consiste de alguns planetas com massas várias vezes superiores à da Terra (as super-Terras), que orbitam muito mais perto da estrela hospedeira que Mercúrio do Sol. Em sistemas com planetas gigantes parecidos com Júpiter, também tendem a estar muito mais perto das estrelas do que os planetas gigantes do nosso Sistema Solar. Os planetas interiores e rochosos do Sistema Solar, com massas relativamente pequenas e atmosferas finas, podem muito bem ser anômalos.
Segundo Laughlin, a formação de planetas gigantes como Júpiter é um tanto ou quanto rara, mas quando ocorre o planeta gigante geralmente migra para dentro e acaba a uma distância orbital semelhante à da Terra. Apenas a formação de Saturno no nosso Sistema Solar puxou Júpiter novamente para mais longe e isso permitiu a formação de Mercúrio, Vênus Terra e Marte. Portanto, outra previsão do estudo é que a existência de planetas mais pequenos próximos da estrela, em sistemas com planetas gigantes e com períodos orbitais superiores a 100 dias, é improvável.
"Este tipo de teoria, envolve processos genéricos que já foram amplamente estudados por outros pesquisadores. Existem muitas evidências que suportam a ideia da migração interior de Júpiter e consequente migração exterior. O nosso trabalho debruça-se sobre as consequências dessas alterações orbitais. A hipótese da migração de Júpiter pode muito bem ter sido um "grande ataque" ao Sistema Solar interior original."
Fonte: Proceedings of the National Academy of Sciences
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