Uma única lua condenada poderia esclarecer alguns mistérios sobre Saturno.
Esta hipotética lua perdida, apelidada de Crisálida, poderia ter ajudado a inclinar Saturno, sugerem os pesquisadores em setembro
em ciência. O caos orbital que se seguiu pode ter levado ao desaparecimento da lua, rasgando-a para formar os anéis icônicos que circundam o planeta hoje.
“Nós gostamos porque é um cenário que explica duas ou três coisas diferentes que anteriormente não eram considerados relacionados”, diz o coautor do estudo Jack Wisdom, cientista planetário do MIT. “Os anéis estão relacionados com a inclinação, quem diria isso?”
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Os anéis de Saturno parecem surpreendentemente jovens, um mero
milhões de anos ou mais (SN: 12/13/390). Se os dinossauros tivessem telescópios, eles poderiam ter visto um Saturno sem anéis. Uma outra característica misteriosa do gigante de gás é sua inclinação quase 27-grau em relação à sua órbita em torno do sol. Essa inclinação é muito grande para ter se formado quando Saturno o fez ou para ser o resultado de colisões derrubando o planeta.
Os cientistas planetários suspeitam há muito tempo que a inclinação está relacionada a Netuno, devido a uma coincidência na tempo entre a forma como os dois planetas se movem. O eixo de Saturno oscila, ou precessa, como um pião. A órbita inteira de Netuno ao redor do sol também oscila, como um bambolê lutando.
Os períodos de ambas as precessões são quase os mesmos, um fenômeno conhecido como ressonância. Os cientistas teorizaram que a gravidade das luas de Saturno – especialmente a maior lua, Titã – ajudou as precessões planetárias a se alinharem. Mas algumas características da estrutura interna de Saturno não eram conhecidas o suficiente para provar que os dois tempos estavam relacionados. 2017 depois 13 anos orbitando o gigante gasoso, para descobrir os detalhes de sua estrutura interna (SN: 9/15/13). Especificamente, a equipe calculou o momento de inércia de Saturno, uma medida de quanta força é necessária para derrubar o planeta. A equipe descobriu que o momento de inércia é próximo, mas não exatamente, do que seria se a rotação de Saturno estivesse em perfeita ressonância com a órbita de Netuno.
“Nós argumentamos que é tão próximo que poderia não ocorreu por acaso”, diz Wisdom. “Foi aí que este satélite Chrysalis entrou.”
Depois de considerar uma série de outras explicações, Wisdom e colegas perceberam que outra lua pequena teria ajudado Titã a trazer Saturno e Netuno em ressonância, adicionando sua própria gravidade gravitacional. rebocadores. Titã se afastou de Saturno até que sua órbita se sincronizou com a de Crisálida. Os chutes gravitacionais aprimorados da lua maior enviaram a condenada lua menor em uma dança caótica. Eventualmente, Crisálida mergulhou tão perto de Saturno que roçou os topos das nuvens do planeta gigante. Saturno rasgou a lua, e lentamente enterrou seus pedaços nos anéis.
Cálculos e simulações de computador mostraram que o cenário funciona, embora não o tempo todo. Fora de 27 cenários simulados, apenas 15 terminou com Chrysalis se desintegrando para criar os anéis. Por outro lado, anéis maciços e impressionantes como os de Saturno também são raros.
O nome Crisálida veio daquele final espetacular: “Uma crisálida é o casulo de uma borboleta”, diz Wisdom. “O satélite Chrysalis ficou inativo por 4,5 bilhões de anos, presumivelmente. Então, de repente, os anéis de Saturno emergiram dele.”
A história se encaixa, diz o cientista planetário Larry Esposito, da Universidade do Colorado Boulder, que não esteve envolvido no novo trabalho. Mas ele não está totalmente convencido. “Acho que é tudo plausível, mas talvez não tão provável”, diz ele. “Se Sherlock Holmes está resolvendo um caso, mesmo a explicação improvável pode ser a correta. Mas acho que ainda não chegamos lá.”
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Os cientistas planetários suspeitam há muito tempo que a inclinação está relacionada a Netuno, devido a uma coincidência na tempo entre a forma como os dois planetas se movem. O eixo de Saturno oscila, ou precessa, como um pião. A órbita inteira de Netuno ao redor do sol também oscila, como um bambolê lutando.
Os períodos de ambas as precessões são quase os mesmos, um fenômeno conhecido como ressonância. Os cientistas teorizaram que a gravidade das luas de Saturno – especialmente a maior lua, Titã – ajudou as precessões planetárias a se alinharem. Mas algumas características da estrutura interna de Saturno não eram conhecidas o suficiente para provar que os dois tempos estavam relacionados. 2017 depois 13 anos orbitando o gigante gasoso, para descobrir os detalhes de sua estrutura interna (SN: 9/15/13). Especificamente, a equipe calculou o momento de inércia de Saturno, uma medida de quanta força é necessária para derrubar o planeta. A equipe descobriu que o momento de inércia é próximo, mas não exatamente, do que seria se a rotação de Saturno estivesse em perfeita ressonância com a órbita de Netuno.
“Nós argumentamos que é tão próximo que poderia não ocorreu por acaso”, diz Wisdom. “Foi aí que este satélite Chrysalis entrou.”
Depois de considerar uma série de outras explicações, Wisdom e colegas perceberam que outra lua pequena teria ajudado Titã a trazer Saturno e Netuno em ressonância, adicionando sua própria gravidade gravitacional. rebocadores. Titã se afastou de Saturno até que sua órbita se sincronizou com a de Crisálida. Os chutes gravitacionais aprimorados da lua maior enviaram a condenada lua menor em uma dança caótica. Eventualmente, Crisálida mergulhou tão perto de Saturno que roçou os topos das nuvens do planeta gigante. Saturno rasgou a lua, e lentamente enterrou seus pedaços nos anéis.
Cálculos e simulações de computador mostraram que o cenário funciona, embora não o tempo todo. Fora de 27 cenários simulados, apenas 15 terminou com Chrysalis se desintegrando para criar os anéis. Por outro lado, anéis maciços e impressionantes como os de Saturno também são raros.
O nome Crisálida veio daquele final espetacular: “Uma crisálida é o casulo de uma borboleta”, diz Wisdom. “O satélite Chrysalis ficou inativo por 4,5 bilhões de anos, presumivelmente. Então, de repente, os anéis de Saturno emergiram dele.”
A história se encaixa, diz o cientista planetário Larry Esposito, da Universidade do Colorado Boulder, que não esteve envolvido no novo trabalho. Mas ele não está totalmente convencido. “Acho que é tudo plausível, mas talvez não tão provável”, diz ele. “Se Sherlock Holmes está resolvendo um caso, mesmo a explicação improvável pode ser a correta. Mas acho que ainda não chegamos lá.”
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