Nos últimos anos, os astrônomos têm procurado refinar nossa compreensão de como o Sistema Solar se formou. Por um lado, você tem a Hipótese Nebular tradicional, que argumenta que o Sol, os planetas e todos os outros objetos no Sistema Solar se formaram a partir de material nebuloso bilhões de anos atrás. No entanto, os astrônomos tradicionalmente assumiram que os planetas se formavam em suas órbitas atuais, que desde então passaram a ser questionadas.
Isso acabou sendo desafiado por teorias como o modelo Grand Tack. Essa teoria afirma que Júpiter migrou de sua órbita original após a sua formação, o que teve um grande impacto no Sistema Solar interno. E em um estudo mais recente, uma equipe internacional de cientistas deu um passo adiante, propondo que Marte realmente se formasse no que hoje é o Cinturão de Asteróides e migrasse para mais perto do Sol ao longo do tempo.
O estudo, intitulado "A formação fria e distante de Marte", apareceu recentemente na revista Letras de terra e ciência planetária. O estudo foi liderado por Ramon Brasser, do Instituto de Ciências da Vida da Terra, no Instituto de Tecnologia de Tóquio, e incluiu membros da Universidade do Colorado, da Academia Húngara de Ciências e da Universidade de Dundee, no Reino Unido.
Para o estudo deles, a equipe abordou uma das questões mais flagrantes dos modelos tradicionais de formação do Sistema Solar. Essa é a suposição de que Marte, Terra e Vênus se formaram estreitamente juntos e que Marte migrou para a órbita atual. Além disso, a teoria sustenta que Marte - aproximadamente 53% do tamanho da Terra e apenas 15% do tamanho da massa - é essencialmente um embrião planetário que nunca se tornou um planeta rochoso e cheio.
No entanto, isso contradiz os estudos elementares e isotópicos realizados em meteoritos marcianos, que observaram diferenças importantes na composição entre Marte e a Terra. Como Brasser e sua equipe indicaram em seu estudo:
“Isso sugere que Marte se formou fora da zona de alimentação terrestre durante a acumulação primária. Portanto, é provável que Marte sempre tenha permanecido significativamente mais distante do Sol que a Terra; seu crescimento foi atrofiado cedo e sua massa permaneceu relativamente baixa. ”
Para testar essa hipótese, a equipe realizou simulações dinâmicas consistentes com o modelo Grand Tack. Nessas simulações, Júpiter moveu uma grande concentração de massa em direção ao Sol, migrando para o Sistema Solar interno, que teve uma profunda influência na formação e nas características orbitais dos planetas terrestres (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte).
A teoria também sustenta que essa migração afastou o material de Marte, explicando as diferenças de composição e o menor tamanho e massa do planeta em relação a Vênus e Terra. O que eles descobriram foi que, em uma pequena porcentagem de suas simulações, Marte se formou mais longe do Sol e a atração gravitacional de Júpiter empurrou Marte para sua órbita atual.
A partir disso, a equipe concluiu que, ou os cientistas não possuem os mecanismos necessários para explicar a formação de Marte, ou de todas as possibilidades, esse cenário estatisticamente raro é realmente o correto. Como Stephen Mojzsis - professor de ciências geológicas da Universidade do Colorado e coautor do estudo - indicou em uma entrevista recente com Astrobiology Magazine, o fato de o cenário ser raro não o torna menos plausível:
“Com tempo suficiente, podemos esperar esses eventos. Por exemplo, você acaba recebendo seis duplos se jogar os dados o suficiente. A probabilidade é 1/36 ou aproximadamente a mesma que obtemos para nossas simulações da formação de Marte. "
Na verdade, uma probabilidade de 2% (que é o que eles obtiveram das simulações) dificilmente tem probabilidades baixas quando consideradas em termos cosmológicos. E quando se considera que essa possibilidade permitiria as principais diferenças entre Marte e seus primos terrestres (isto é, Terra e Vênus), essa pequena probabilidade parece bastante possível. No entanto, a idéia de que Marte migrou para dentro durante o curso de sua história também traz algumas implicações sérias.
Para começar, os pesquisadores foram pressionados a explicar como Marte poderia ter uma atmosfera mais espessa e quente que permitiria a existência de água líquida na superfície. Se Marte realmente se formasse no Cinturão de Asteróides de hoje, estaria sujeito a muito menos fluxo solar, e as temperaturas da superfície teriam sido significativamente mais baixas do que se houvesse se formado na sua localização atual.
No entanto, como indicam, se Marte tivesse dióxido de carbono suficiente em sua atmosfera inicial, é possível que os impactos durante o bombardeio pesado tardio tenham permitido períodos intermitentes em que água líquida poderia existir na superfície. Ou como eles explicam:
“A menos que, como nosso modelo mostre, um Marte intrinsecamente volátil e rico possua uma atmosfera forte e sustentável de efeito estufa, sua temperatura média da superfície estava incessantemente abaixo de 0 ° C. Um ambiente de superfície tão fria teria sido regularmente afetado por bombardeios de impacto iniciais, que recomeçaram um ciclo hidrológico moribundo e proporcionaram um refúgio para uma possível vida precoce na crosta marciana. ”
Basicamente, embora Marte estivesse sujeito a menos energia solar durante sua vida útil, é possível que ainda estivesse quente o suficiente para suportar a água líquida em sua superfície. E, como Mojzsis afirmou em um artigo que foi co-autor do ano passado, os muitos bombardeios que recebeu (como atestado por suas muitas crateras) seriam suficientes para derreter o gelo da superfície, engrossar a atmosfera e desencadear um ciclo hidrológico periódico.
Outra coisa interessante sobre este estudo é como ele prevê que Vênus provavelmente tem uma composição a granel (incluindo seus isótopos de oxigênio) que é semelhante à do sistema Terra-Lua. De acordo com suas simulações, isso se deve ao fato de Vênus e Terra sempre compartilharem os mesmos componentes, enquanto Terra e Marte não. Essas descobertas foram consistentes com observações infravermelhas recentes de Vênus e sua atmosfera.
Mas é claro, nenhuma conclusão definitiva pode ser tirada sobre isso até que amostras da crosta de Vênus possam ser obtidas. Isso pode ser realizado se e quando a missão proposta Venera-Dolgozhivuschaya (Venera-D) - um plano conjunto da NASA / Roscomos para enviar um orbitador e um pouso para Venus - for lançada na próxima década. Enquanto isso, há outras questões pendentes no modelo Grand Tack e na hipótese nebular que precisam ser abordadas.
Segundo Mojzsis, isso inclui como os gigantes de gás / gelo do Sistema Solar poderiam ter se formado em seus locais atuais. A idéia de que eles se formaram em suas órbitas atuais além do Cinturão de Asteróides parece inconsistente com os modelos do início do Sistema Solar, que mostram que não havia material suficiente o suficiente longe do Sol. Uma alternativa é que eles se formaram mais perto do Sol e também migraram para o exterior.
Como Mojzsis explicou, essa possibilidade é reforçada por estudos recentes de sistemas planetários extra-solares, onde se descobriu que gigantes de gás orbitam muito perto de suas estrelas (ou seja, "Hot Jupiters") e mais longe:
“Entendemos por observações diretas pelo telescópio espacial Kepler e estudos anteriores que a migração de planetas gigantes é uma característica normal dos sistemas planetários. A formação de planetas gigantes induz a migração, e a migração tem tudo a ver com gravidade, e esses mundos afetaram as órbitas um do outro desde o início. "
Se existe um benefício em poder olhar mais para o Universo, é a maneira como permitiu aos astrônomos apresentar teorias melhores e mais completas de como o Sistema Solar surgiu. E, à medida que a nossa exploração do Sistema Solar continua a crescer, temos a certeza de aprender muitas coisas que ajudarão a melhorar nossa compreensão de outros sistemas estelares.
