Como Plutão anda na corda bamba entre uma órbita estável e caótica

Plutão, visto pela nave espacial New Horizons da NASA em 2015. (Crédito da imagem: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/Instituto de Pesquisa do Sudoeste)

A existência contínua de Plutão deve muito à gravidade de Júpiter e Netuno.

Plutão tem sorte de existir na órbita que existe, de acordo com novas simulações de computador que mostram como o planeta anão contorna perto de uma órbita caótica que poderia destruir o amado mundo.

O antigo nono planeta, agora considerado um planeta anão, tem uma órbita incomum que é altamente alongada e inclinada em relação às órbitas dos planetas. Durante 20 anos de sua jornada de 248 anos ao redor do Sol, Plutão realmente se move dentro da órbita de Netuno. Que eles nunca colidam é uma consequência de duas propriedades da órbita de Plutão, conhecidas como libração azimutal e libração de latitude.

A libração azimutal descreve como, sempre que Plutão cruza a órbita de Netuno, está sempre a pelo menos 90 graus de distância de Netuno. Enquanto isso, a libração da latitude garante que, quando Plutão atingir seu ponto mais próximo de Netuno ou de outros planetas gigantes, esteja sempre bem acima deles e do plano do sistema solar. Combinados, esses dois fatores mantêm Plutão fora de perigo.



Agora, os cientistas planetários Renu Malhotra, do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, e Takashi Ito, do Observatório Astronômico Nacional do Japão, desenvolveram uma maior compreensão de por que Plutão sobrevive nesta órbita em particular.

Em simulações de computador, eles descobriram que Netuno, sem surpresa, tem a maior influência na libração azimutal de Plutão, uma consequência da ressonância orbital 3:2 dos dois planetas, que determina que para cada três vezes que Netuno orbita o Sol, Plutão orbita exatamente duas vezes. No entanto, as simulações sugerem que Netuno não influencia muito a libração latitudinal de Plutão.

Jogue a gravidade de Urano na mistura, e as coisas despencam – Urano age para desestabilizar as restrições azimutais e latitudinais. Se a órbita de Plutão fosse uma consequência dos efeitos de apenas esses dois planetas, ela teria se tornado instável após apenas dezenas ou centenas de milhões de anos, resultando em Plutão colidindo com Netuno – ou mais provavelmente – sendo ejetado para fora do sistema solar, inteiramente.

A órbita de Plutão (vista aqui em amarelo) é altamente inclinada e na verdade se abaixa dentro da órbita de Netuno. (Crédito da imagem: NASA)

É Júpiter e, em menor grau, Saturno, que vêm em socorro de Plutão. Apesar de estarem mais distantes de Plutão do que Netuno e Urano, sua gravidade é tão grande que eles ainda podem dominar. Júpiter sozinho fornece influência gravitacional suficiente para manter a órbita de Plutão estável por pelo menos 5 bilhões de anos – o período de tempo que as simulações duraram.

O que chama a atenção neste novo trabalho é o quão estreita é esta zona de estabilidade para Plutão, e como o planeta anão só conseguiu alcançá-la graças ao arranjo casual dos planetas no sistema solar.

As descobertas também têm consequências para objetos em órbitas semelhantes às de Plutão que também têm uma ressonância de 3:2 com Netuno. Uma vez que as órbitas de várias populações de pequenos objetos no Cinturão de Kuiper além de Netuno retêm a impressão de como eles foram empurrados pelos gigantes gasosos em migração nos primeiros dias do sistema solar, eles fornecem uma janela única para a história do sistema solar. . Suas órbitas podem potencialmente esconder evidências da existência de planetas perdidos que foram ejetados do Sistema Solar bilhões de anos atrás, dizem Malhotra e Ito.


Publicado em 30/04/2022 20h52

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