1952: A dinâmica do anel de Haumea

Por meio de simulações computacionais, investigadores desvendam detalhes deste objecto do Sistema Solar localizado para lá da órbita de Plutão, na Cintura de Kuiper.
Crédito: NASA

Observado pela primeira vez em 2004, Haumea é um planeta anão localizado para lá da órbita de Plutão, numa região do Sistema Solar chamada Cintura de Kuiper. Foi por causa da descoberta desse e de outros planetas anões que, em 2006, Plutão foi oficialmente desclassificado como planeta.

Haumea foi reconhecido oficialmente como planeta anão em 2008. Tem um formato alongado que lembra uma bola de futebol americano, além de duas luas e um anel.

Por ter um anel, Haumea integra o grupo de objectos do Sistema Solar composto por Saturno, Úrano, Neptuno e Júpiter, além dos asteróides Chariklo e Chiron, que desenham órbitas entre Júpiter e Neptuno.

O anel de Haumea nunca foi observado directamente. A sua existência foi inferida por um grupo internacional de astrónomos em 2017, a partir da análise do brilho de uma estrela que passou atrás do planeta anão.

“A descoberta foi feita por ocultação. O brilho da estrela foi observado da Terra e diminuiu quando Haumea passou na frente. Isso permitiu obter informações sobre o formato do planeta anão”, disse Othon Cabo Winter, professor titular na Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Guaratinguetá.

“Mas o brilho da estrela também diminuiu quando o anel passou em sua frente, permitindo, assim, que os pesquisadores obtivessem informações sobre o anel”, disse.

O trabalho faz parte do Projecto Temático “A relevância dos pequenos corpos em dinâmica orbital”, financiado pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), e contou com apoio também da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Os investigadores que descobriram o anel em 2017 chegaram a sugerir que ele ocuparia em torno de Haumea uma órbita muito próxima à chamada região de ressonância 1 para 3 (1:3) – a cada três rotações completas que o planeta anão dá em torno do próprio eixo, as partículas que formam o anel completam uma órbita em seu redor.

Um novo estudo feito por Winter, Taís Ribeiro e Gabriel Borderes Motta, do Grupo de Dinâmica Orbital e Planetologia da Unesp (Universidade Estadual Paulista), mostrou ser necessária uma certa excentricidade (medida que representa o afastamento de uma órbita da forma circular) para que a tal ressonância actuasse sobre as partículas do anel.

Segundo Winter, o facto de o anel ser estreito e praticamente circular inviabiliza a actuação dessa ressonância. Em contrapartida, o grupo identificou um tipo peculiar de órbitas periódicas (que se repetem de maneira idêntica) estáveis e quase circulares, na mesma região onde se localiza o anel de Haumea.

“Nosso estudo não é observacional. Não observamos directamente os anéis. Ninguém jamais o fez”, disse Winter. Isso porque os anéis são muito ténues e estão por demais distantes para poderem ser observados pelos observatórios astronómicos da Terra. A distância média de Haumea em relação ao Sol é 43 vezes maior do que a distância da Terra ao Sol.

“Nosso estudo é inteiramente computacional. Foi a partir de simulações com os dados obtidos que chegamos à conclusão de que o anel não se encontra naquela região do espaço devido à ressonância 1:3, mas sim devido a uma família de órbitas periódicas estáveis”, disse Winter.

Num artigo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, os cientistas da Unesp exploraram a dinâmica de partículas individuais na região em que o anel está localizado.

“O objectivo principal do trabalho foi identificar a estrutura da região do anel de Haumea em termos de localização e tamanho das regiões estáveis e também a razão de sua existência. De particular interesse foi tentar entender a estrutura dinâmica associada à ressonância 1:3”, disse Winter.

Regiões estáveis

Os pesquisadores usaram o método de Superfície de Secção de Poincaré para explorar a dinâmica na região em que se localiza o anel. Com a simulação da evolução das trajectórias das partículas na região, foram gerados em computador gráficos (secções) que mostram visualmente as regiões de estabilidade representadas por ilhas (curvas fechadas), enquanto as regiões instáveis aparecem como uma distribuição de pontos dispostos irregularmente.

As ilhas de estabilidade que foram identificadas em consequência da ressonância 1:3 têm trajectórias muito excêntricas, mais do que seria compatível com o anel (estreito e circular).

“Por outro lado, identificamos ilhas de estabilidade na mesma região, mas com trajectórias de baixa excentricidade, compatíveis com o anel. Essas ilhas foram identificadas por causa de uma família de órbitas periódicas”, disse Winter.

Haumea tem um diâmetro de 1456 quilómetros, menos da metade de Marte, e possui um formato oval, sendo duas vezes mais longo do que largo. Leva 284 anos para completar uma volta em torno do Sol. O planeta anão fica tão distante, e a radiação solar que lá chega é tão rarefeita, que a temperatura à superfície é de 223°C negativos.

Por ter sido detetado pelas lentes dos observatórios gigantes instalados no cume do vulcão extinto Mauna Kea, no Hawaii, os seus descobridores baptizaram-no com o nome da deusa da fertilidade da mitologia havaiana. O planeta anão possui duas luas: Namaka e Hi’iaka, as filhas da deusa Haumea. Acredita-se que essas luas se formaram como resultado de uma colisão entre Haumea e algum outro corpo.

Haumea completa uma rotação a cada quatro horas, o que o torna um dos objectos grandes com rotação mais rápida no Sistema Solar. Tal aspecto pode estar relacionado a um passado violento.

Estima-se que, na origem do Sistema Solar, Haumea era muito parecido com Plutão, metade rocha e metade água. Há milhares de milhões de anos atrás, um grande objecto pode ter colidido com Haumea, expulsando a maior parte do gelo de sua superfície e fazendo com que girasse muito depressa em comparação com outros planetas anões.

Astronomia On-line
10 de Maio de 2019

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1100: Astrónomos descobriram “Goblin”, o novo planeta anão do Sistema Solar

Roberto Molar Candanosa / Scott Sheppard / Carnegie Institution for Science

Cientistas encontraram um planeta anão, baptizado de “Goblin”, que pode ajudar a comunidade científica a descobrir mais evidências da existência do Planeta X.

Tudo aconteceu quando os cientistas procuravam pelo Planeta X, o hipotético e massivo corpo planetário do Sistema Solar, e acabaram por descobrir 2015 TG387, um minúsculo planeta anão, que se encontrava a cerca de 2,5 vezes a distância de Plutão no momento em que foi descoberto.

Baptizado de “Goblin”, este planeta é bastante pequeno – mesmo quando estamos a falar de um planeta anão -, com apenas 300 quilómetros de diâmetro. No entanto, os investigadores ficaram bastante satisfeitos com esta descoberta porque o planeta tem uma “órbita extraordinária”, segundo o Science Alert.

De acordo com os astrónomos – Scott Sheppard, do Instituto Carnegie, Chad Trujillo, da Universidade do Norte do Arizona, e David Tholen, da Universidade do Havai -, isto sugere que o Planeta X continua por aí, à espera de ser descoberto.

Quando foi descoberto, o “Goblin” estava a cerca de 80 AU (unidade astronómica que mede a distância entre a Terra e o Sol). Para contextualizar, a distância de Plutão é cerca de 39.5 AU (embora varie um bocadinho pelo facto de a sua órbita ser elíptica).

De facto, cada planeta e planeta anão no nosso Sistema Solar tem uma órbita elíptica, em graus variados, sendo que nenhum é tão elíptico como o de Plutão. Mas a órbita do “Goblin” é de “fazer cair o queixo”, escreve o mesmo site.

Roberto Molar Candanosa / Scott Sheppard / Carnegie Institution for Science
O planeta anão 2015 TG387, baptizado de “Goblin”, no Sistema Solar

Este planeta anão chega a 65 UA no seu periélio (ponto da órbita em que se encontra mais próximo do Sol). Embora não seja o mais distante, o “Goblin” vai mais longe no que toca ao afélio (o contrário de periélio). Com base na sua trajectória, o valor é de 2,300 AU.

Isto significa que o 2015 TG387 demora 40 mil anos para dar uma volta ao Sol. Como estes objectos estão tão distantes, não interagem gravitacionalmente com planetas como Neptuno ou Júpiter.

“Estes objectos distantes são como migalhas de pão que nos estão a levar ao Planeta X”, compara Sheppard. Quantos mais pudermos encontrar, melhor podemos entender o sistema solar exterior e o possível planeta que pensamos estar a moldar as suas órbitas – uma descoberta que redefiniria o nosso conhecimento da evolução do Sistema Solar“.

De acordo com o estudo de Mike Brown e Konstantin Batygin publicado em 2016, as simulações feitas a computador que incluem o tamanho e a órbita do Planeta X indicam agora que o “Goblin” poderia ser guiado por um planeta gigante.

“O que torna este resultado tão interessante é que o Planeta X parece afectar o 2015 TG387 da mesma forma que todos os outros objectos do Sistema Solar extremamente distantes”, diz Trujillo. “Estas simulações não provam que exista um planeta massivo, mas dão-nos mais evidências de que qualquer coisa grande pode andar por aí”, acrescenta.

O estudo científico desta equipa de cientistas já foi submetido na revista científica The Astronomical Journal, estando agora à espera da revisão por pares. Porém, pode ser lido através do site arXiv.

ZAP //

Por ZAP
4 Outubro, 2018

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