Vênus tem atraído muita atenção ultimamente, principalmente na comunidade científica, quando o último filme de Hollywood sobre o planeta foi lançado na década de 1960. Em parte, isso se deve à sua diferença dramática em relação à Terra e ao que essa diferença pode significar para o estudo dos exoplanetas. Se pudermos entender melhor o que aconteceu durante a formação de Vênus para torná-la a paisagem infernal que é hoje, poderemos entender melhor o que realmente constitui a zona habitável em torno de outras estrelas.
Numerosos cientistas planetários se concentraram na formação de Vênus e no desenvolvimento atmosférico no passado recente. Agora, um novo artigo postula que Vênus pode ter tido água líquida em sua superfície até 1 bilhão de anos atrás. E um contribuinte para o desaparecimento dessa água pode ser um culpado improvável: Júpiter.
Existem evidências de que Júpiter realmente migrou do sistema solar interno para sua órbita atual. Teorias como a teoria do Grand Tack ou o Modelo Nice mostram caminhos potenciais para essa migração. O que o Dr. Stephen Kane, um cientista planetário da UC Riverside, e seus co-autores estavam interessados era no efeito que a migração poderia ter tido em Vênus.
Portanto, eles simularam centenas de milhares de caminhos de migração de Júpiter durante a formação do sistema solar inicial. Havia muitos cenários de simulação em que Vênus ou um dos outros planetas terrestres foram arremessados para fora do sistema solar, e essas execuções foram descartadas. No entanto, também houve vários cenários em que a órbita de Vênus foi severamente afetada. Uma medida de uma órbita é chamada de excentricidade, que é essencialmente o quão elíptica é uma órbita. Alguns dos modelos de migração de Júpiter fizeram com que Vênus tivesse uma excentricidade 44 vezes maior do que sua órbita real.
Isso é importante porque Vênus atualmente tem uma órbita extremamente circular com baixa excentricidade. Se os modelos da migração de Júpiter através do sistema solar inicial fizeram com que Vênus tivesse uma alta excentricidade, para onde foi essa excentricidade?
A resposta mais intrigante para essa pergunta é que ele foi umedecido por água líquida. A água líquida pode amortecer as excentricidades orbitais por longos períodos, pois seu movimento ao redor da superfície do planeta o empurra para um padrão mais regular por meio de um processo chamado dissipação das marés.
Uma consequência interessante da dissipação das marés é que ela pode causar uma estufa descontrolada em um planeta, no entanto, os autores calcularam que provavelmente não era o caso em uma Vênus jovem. Eles também descartaram outra fonte potencial de um efeito estufa descontrolado: a luz solar incidente em um planeta. Mas os modelos mostraram que, embora o máximo de luz solar incidente aumentasse significativamente no caso de uma órbita altamente elíptica para Vênus, provavelmente não era o suficiente para causar um planeta com efeito de estufa por si só.
No entanto, excentricidades altamente orbitais têm outro efeito na água líquida. Eles fazem com que desapareça. Este é um processo de duas etapas. Primeiro, as órbitas altamente excêntricas causam mudanças sazonais significativas e podem congelar a água em formações de neve ou gelo quando o planeta está mais longe da estrela ou evaporá-la em nuvens quando o planeta se aproxima da estrela. Enquanto o planeta está perto da estrela, ele também está sujeito a quantidades significativamente maiores de luz ultravioleta. Essa luz ultravioleta tem o efeito adicional de dividir as moléculas de água, deixando apenas o hidrogênio e o oxigênio elementares. O hidrogênio mais leve pode então ser facilmente removido da atmosfera do planeta pelo vento solar, para nunca ser recombinado em água.
O vapor de água que foi evaporado para a atmosfera é na verdade um gás de efeito estufa mais eficaz do que o dióxido de carbono que está presente na atmosfera venusiana agora. Antes de ser removido da combinação de luz ultravioleta e vento solar, ele poderia ter causado um período conhecido como “estufa úmida” no planeta. Também pode ter contribuído para o aumento do CO2 na atmosfera venusiana, já que a precipitação é um componente-chave do ciclo carbonato-silicato, que mantém o dióxido de carbono preso nas placas tectônicas da Terra.
Existem algumas questões adicionais que surgem com essas teorias propostas da evolução de Vênus. Por exemplo, se havia tanta água em Vênus, para onde foi todo o oxigênio quando foi retirado das moléculas de água? O Dr. Kane também faz parte de uma equipe científica que espera responder a essa pergunta enviando um módulo de pouso a Vênus em um futuro próximo para testar se há óxidos presentes na superfície aos quais o oxigênio do radical livre poderia ter sido ligado.
Existem também outras razões potenciais para o amortecimento das excentricidades orbitais de Vênus além da água. Uma influência potencial é a própria Terra. Para testar se é esse o caso, os pesquisadores esperam entender mais sobre os chamados ciclos de Milankovitch, que são um modelo das mudanças periódicas dos parâmetros orbitais da Terra. Se a Terra tivesse um efeito de amortecimento em Vênus, a energia cinética que teria sido removida do padrão orbital de Vênus teria sido absorvida pela Terra. Esta mudança dramática na energia da órbita da Terra teria se mostrado em ciclos de Milankovitch completamente distorcidos em torno da época em que essa transferência de momentum aconteceu. Embora não tenha havido nenhum dado para apoiar essa teoria até agora, futuros estudos de paleoclima podem lançar luz sobre se a própria Terra tirou parte da excentricidade de seu vizinho mais próximo.
Mas a melhor estimativa para a causa original dessa excentricidade ainda é a migração de Júpiter. E se a migração do gigante gasoso empurrou Vênus para o estado de estufa descontrolado de que sofria, isso tem implicações significativas para quaisquer análogos de Vênus que possamos encontrar orbitando outras estrelas. À medida que nossos instrumentos para detecção desses exoplanetas se tornam ainda mais precisos, é provável que encontremos muito mais planetas como Vênus. Entender o que, exatamente, aconteceu com o único modelo para aquele tipo de planeta em nosso sistema solar torna-se muito mais importante para entender as zonas habitáveis das estrelas. Com todo o interesse renovado, Vênus pode até chamar a atenção de Hollywood em um futuro não muito distante.
Publicado em 26/08/2020 05h08
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