Além do único satélite da Terra (a Lua), o Sistema Solar está cheio de luas. De fato, Júpiter sozinho possui 79 satélites naturais conhecidos, enquanto Saturno tem as luas mais conhecidas de qualquer corpo astronômico - um 82 robusto. Por muito tempo, os astrônomos teorizaram que as luas se formam a partir de discos circunetetários ao redor de um planeta pai e que as luas e o planeta formar lado a lado.
No entanto, os cientistas realizaram várias simulações numéricas que mostraram que essa teoria é falha. Além disso, os resultados dessas simulações são inconsistentes com o que vemos em todo o Sistema Solar. Felizmente, uma equipe de pesquisadores japoneses recentemente conduziu uma série de simulações que produziram um modelo melhor de como os discos de gás e poeira podem formar os tipos de sistemas lunares que vemos hoje.
Em torno de planetas como Saturno, grandes luas como Titã são combinadas com várias luas menores e centenas de minúsculas. A situação é a mesma com Júpiter e Urano, que possui um grande número de satélites que respondem pela maior parte da massa do sistema, enquanto o restante é pequeno ou até pequeno em comparação. Nenhum desses exemplos é consistente com o que os modelos anteriores de formação da lua mostraram.
Dirigindo-se a essa disparidade, os professores assistentes Yuri Fujii e Masahiro Ogihara - da Universidade de Nagoya e do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), respectivamente - administraram um novo modelo de formação da lua que incorporava uma distribuição de temperatura mais realista com base em graus variados de poeira e poeira. gelo no disco protoplanetário.
Eles então executaram uma série de simulações com esse modelo que levaram em conta a pressão do gás do disco e a influência que a força gravitacional de outros satélites teria. De acordo com suas simulações, o modelo desenvolvido por Fujii e Ogihara permite o desenvolvimento de um sistema de satélites dominado por uma única lua grande - como vemos em Titã e Saturno.
Além do mais, eles descobriram que a poeira em um disco circplanetário poderia criar uma "zona de segurança" que impediria a lua grande de cair no planeta à medida que o sistema evolui. O cenário em que isso ocorre (mostrado abaixo) consiste em quatro etapas, a terceira da quarta na simulação de Fujii e Ogihara.
Na etapa um, um disco contendo gás e poeira gira em torno do planeta à medida que se forma e materiais sólidos se condensam no disco. Na etapa dois, os componentes sólidos do disco crescem até o tamanho do satélite no disco circunplanetário. No estágio três, as órbitas desses satélites mudam gradualmente devido à influência do gás no disco.
É a partir daí que muitos dos satélites se aproximam do planeta em suas órbitas e eventualmente caem nele. Enquanto isso, um grande satélite com uma órbita em uma "zona de segurança" é capaz de manter distância do planeta. No quarto e último estágio, o gás no disco se dissipa e o satélite que sobrevive na "zona de segurança" permanece em uma órbita estável.
"Demonstramos pela primeira vez que um sistema com apenas uma lua grande em torno de um planeta gigante pode se formar", disse Fujii em um comunicado de imprensa recente da CFCA. "Este é um marco importante para entender a origem de Titã."
No entanto, o modelo tem limitações quando se trata de Titã e outros sistemas lunares em nosso Sistema Solar - os quais se formaram bilhões de anos atrás, juntamente com os planetas solares. No lado positivo, isso pode ser muito útil para os astrônomos que atualmente estudam sistemas de exoplanetas que ainda estão em processo de formação. Como Ogihara explicou:
“Seria difícil examinar se a Titan realmente passou por esse processo. Nosso cenário pode ser verificado através da pesquisa de satélites em torno de planetas extra-solares. Se muitos sistemas de um único exomoon forem encontrados, os mecanismos de formação desses sistemas se tornarão um problema em brasa. ”
O estudo que descreve suas descobertas, intitulado "Formação de sistemas de lua única em torno de gigantes gasosos", apareceu recentemente na revista Astronomia e Astrofísica. E não deixe de conferir este vídeo
