Luas de Neptuno numa “dança da evasão”

CIÊNCIA

A dança das luas de Neptuno: esta animação ilustra como as estranhas órbitas das luas interiores de Neptuno Náiade e Talassa permitem com que se evitem uma à outra enquanto viajam em redor do planeta.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

De acordo com uma investigação publicada recentemente, mesmo para os padrões selvagens do Sistema Solar exterior, as órbitas estranhas das duas luas mais interiores de Neptuno não têm rival.

Especialistas em dinâmica orbital estão a chamar “dança da evasão” às órbitas das pequenas luas Náiade e Talassa. As duas são verdadeiras parceiras, separadas por apenas 1850 quilómetros. Mas nunca se aproximam assim tanto uma da outra; a órbita de Náiade é inclinada e perfeitamente sincronizada. Todas as vezes que passa por Talassa – mais lenta -, as duas estão mais ou menos a 3540 km uma da outra.

Nesta coreografia perpétua, Náiade gira em torno do gigante gasoso a cada sete horas, enquanto Talassa, mais longe, demora sete horas e meia. Um observador em Talassa veria Náiade numa órbita que varia bastante num padrão em ziguezague, passando duas vezes por cima e duas vezes por baixo. Este padrão cima, cima, baixo, baixo repete-se de cada vez que Náiade dá quatro voltas a Neptuno por cada órbita de Talassa.

Os cientistas disseram que embora a dança possa parecer estranha, mantém as órbitas estáveis.

“Nós referimo-nos a este padrão repetitivo como ressonância,” disse Marina Brozović, especialista em dinâmica do Sistema Solar no JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia, autora principal do novo artigo científico, publicado no dia 13 de Novembro na revista Icarus. “Existem muitos tipos diferentes de ‘danças’ que os planetas, as luas e os asteróides podem seguir, mas esta nunca tinha sido vista antes.”

Bem longe da atracção do Sol, os planetas gigantes do Sistema Solar exterior são as fontes dominantes da gravidade e, colectivamente, ostentam dúzias e dúzias de luas. Algumas destas luas formaram-se juntamente com os seus planetas e nunca foram a lugar algum; outras foram capturadas mais tarde e depois trancadas em órbitas ditadas pelos seus planetas. Algumas orbitam na direcção oposta à rotação do planeta; outras trocam órbitas entre si como que para evitar colisões.

Neptuno tem 14 luas confirmadas. Neso, a sua lua mais distante, tem uma órbita muito elíptica que a leva a 74 milhões de quilómetros do planeta e demora 27 anos a completar.

Náiade e Talassa são pequenas e com a forma de Tic Tacs, medindo apenas cerca de 100 km em comprimento. São duas das sete luas interiores de Neptuno, parte de um sistema bem compacto que está entrelaçado com anéis ténues.

Então, como é que ficaram juntas – mas separadas? Pensa-se que o sistema de satélites original tenha sido interrompido quando Neptuno capturou a sua lua gigante, Tritão, e que estas luas interiores e anéis se formaram a partir dos detritos remanescentes.

“Suspeitamos que Náiade tenha sido lançada para a sua órbita inclinada por uma interacção anterior com uma das outras luas interiores de Neptuno,” explicou Brozović. “Somente mais tarde, depois da sua inclinação orbital ter sido estabelecida, Náiade se pôde estabelecer nesta ressonância invulgar com Talassa.”

Brozović e colegas descobriram o padrão orbital invulgar usando análises de observações com o Telescópio Espacial Hubble da NASA. O trabalho também fornece a primeira dica sobre a composição das luas interiores de Neptuno. Os investigadores usaram as observações para calcular a sua massa e, portanto, as suas densidades – próximas da da água gelada.

“Estamos sempre empolgados por encontrar estas co-dependências entre luas,” disse Mark Showalter, astrónomo planetário do Instituto SETI em Mountain View, Califórnia, co-autor do novo artigo científico. “Náiade e Talassa ficaram provavelmente presas nesta configuração há muito tempo, porque torna as suas órbitas mais estáveis. Elas mantêm a paz nunca se aproximando demais.

Astronomia On-line
19 de Novembro de 2019