Hubble descobre que as luas de Plutão cambaleiam num caos absoluto

A. Field (STScI) / NASA,ESA

Esta ilustração mostra a escala e o brilho comparativo dos pequenos satélites de Plutão, descobertos pelo Hubble ao longo dos últimos anos. O companheiro binário de Plutão, Caronte – descoberto em 1978 – está no canto inferior direito para efeitos de escala. A imagem mostra que duas das luas são altamente alongadas e que a refletividade das luas varia bastante, de tons muito escuros até ao brilho da areia. Tendo em conta que o Hubble não consegue resolver características superficiais das luas, as texturas aqui vistas são puramente ilustrativas.

Se vivêssemos numa das luas de Plutão, teríamos muita dificuldade em determinar quando, ou a partir de que direção, o Sol nascia todos os dias.

Uma análise compreensiva de dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA mostra que duas das luas de Plutão, Nix e Hidra, oscilam de forma imprevisível.

“O Hubble forneceu uma nova visão de Plutão e das suas luas, revelando uma dança cósmica com um ritmo caótico,” afirma John Grunsfeld, administrador associado do Diretorado de Missões Científicas da NASA em Washington.

“Quando a sonda New Horizons passar pelo sistema de Plutão em julho, teremos uma hipótese de ver, de perto, como estas luas são”. acrescentou.

As luas oscilam porque estão embebidas num campo gravitacional que muda constantemente. Esta mudança é criada pelo sistema planetário e duplo de Plutão/Caronte à medida que rodam um à volta do outro.

Plutão e Caronte são chamados de planeta duplo porque partilham um centro de gravidade comum localizado no espaço entre os dois corpos. O seu campo gravitacional variável faz com que as luas menores se movam erraticamente.

O efeito é reforçado pela forma mais alongada (como uma bola de râguebi), em vez de esférica, das luas. Os cientistas acreditam que é provável que as outras duas luas de Plutão, Cérbero e Estige, estejam numa situação semelhante.

Estes resultados surpreendentes, descobertos por Mark Showalter do Instituto SETI em Mountain View, Califórnia, EUA e por Doug Hamilton da Universidade de Maryland em College Park, foram publicados na edição de ontem da revista Nature.

“Antes das observações do Hubble, ninguém apreciava a dinâmica complexa do sistema plutoniano,” comenta Showalter.

“A nossa pesquisa fornece novas e importantes restrições sobre a sequência de eventos que levaram à formação do sistema”, acrescenta o cientista.

Showalter também descobriu que três das luas de Plutão estão atualmente presas em ressonância, ou seja, existe uma relação precisa para os seus períodos orbitais.

“Se estivéssemos em Nix, veríamos que Estige orbita Plutão duas vezes para cada três órbitas de Hidra,” explica Hamilton.

Os dados do Hubble também revelam que a lua Cérbero é tão escura quanto um briquete de carvão, enquanto as outras luas geladas são tão brilhantes quanto a areia. Previu-se que a poeira expelida das luas por impactos de meteoritos revestia todas as luas, dando às suas superfícies um aspeto homogéneo, o que torna a cor de Cérbero muito surpreendente.

A sonda New Horizons da NASA, que passará pelo sistema de Plutão em julho, pode ajudar a resolver a questão da lua preta como asfalto, assim como outras “esquisitices” encontradas pelo Hubble. Estas novas descobertas estão sendo usadas para planear observações científicas durante o “flyby” da New Horizons.

M. Showalter (Instituto SETI), G. Bacon (STScI) / NASA,ESA

Este conjunto de ilustrações da lua de Plutão, Nix, mostra como a orientação muda imprevisivelmente à medida que orbita o sistema Plutão-Caronte. São baseadas numa simulação computacional que calculou o movimento caótico das quatro luas mais pequenas do sistema. Os astrónomos usaram esta simulação para tentar compreender as mudanças na luz refletida por Nix à medida que orbita Plutão-Caronte. Também descobriram que outra lua de Plutão, Hidra, tem igualmente uma rotação caótica. A forma alongada de ambas as luas contribui para o seu movimento selvagem.

O tumulto no sistema Plutão-Caronte oferece novas informações sobre o modo como os corpos planetários em estrelas duplas se podem comportar. Por exemplo, o observatório espacial Kepler da NASA descobriu vários sistemas planetários em órbita de binários.

“Estamos a aprender que o caos pode ser um traço comum dos sistemas binários,” observa Hamilton. “Pode até ter consequências para a vida em planetas, caso exista nesses sistemas.”

As pistas deste tumulto em Plutão surgiram quando os astrónomos mediram variações na luz refletida por Nix e por Hidra.

Ao analisarem imagens de Plutão, obtidas entre 2005 e 2012, os cientistas compararam as mudanças imprevisíveis no brilho das luas com modelos de corpos giratórios em campos gravitacionais complexos.

Pensa-se que as luas de Plutão tenham sido formadas por uma colisão entre o planeta anão e um corpo de tamanho similar no início da história do nosso Sistema Solar.

A colisão expeliu material que se consolidou na família de luas observadas atualmente em torno de Plutão. O seu companheiro binário, Caronte, tem quase metade do tamanho de Plutão e foi descoberto em 1978. O Hubble descobriu Nix e Hidra em 2005, Cérbero em 2011 e Estige em 2012.

Estas pequenas luas, que medem apenas algumas dezenas de quilómetros em diâmetro, foram encontradas durante uma busca do Hubble por objetos que podiam representar um perigo para a sonda New Horizons ao passar pelo planeta anão em julho deste ano.

Os investigadores dizem que uma combinação de dados de monitorização do Hubble com o olhar breve, mas de perto, da New Horizons, juntamente com futuras observações pelo Telescópio Espacial James Webb, vão ajudar a resolver muitos dos mistérios do sistema de Plutão.

Até agora, nenhum telescópio terrestre foi capaz de detetar as luas mais pequenas.

“Plutão vai continuar a surpreender-nos quando a New Horizons passar por lá em julho,” comenta Showalter. “O nosso trabalho com o Telescópio Hubble dá-nos apenas uma amostra do que está por vir.”

CCVAlg