As maiores luas de Júpiter já foram minúsculos grãos de poeira gelada (apanhadas numa armadilha cósmica)

Há 400 anos, o astrónomo Galileu Galilei anunciou a descoberta de quatro luas que orbitavam Júpiter. Nos últimos 40 anos, os cientistas têm-se debruçado no estudo destes satélites – Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Porém, a forma como se formaram continua a ser um mistério.

Apesar de serem todas do mesmo tamanho – cerca de um quarto do raio da Terra -, as quatro luas de Júpiter são muito diferentes: Io é violentamente vulcânica, Europa está incrustada em gelo, Ganimedes tem um campo magnético e Callisto está cheio de crateras antigas. Além disso, o gelado Europa é considerado uma forte candidata para hospedar a vida no Sistema Solar. Mas como é que as luas de Júpiter se formaram?

Agora, Konstantin Batygin, professor de ciência planetária do Caltech, e o seu colaborador Alessandro Morbidelli, do Observatoire de la Côte d’Azur, em França, propuseram uma resposta para essa questão de longa data.

Usando cálculos analíticos e simulações em computador em larga escala, os investigadores propõem uma nova teoria para a origem dos satélites jovianos.

Durante os primeiros milhões de anos de vida, o nosso Sol estava cercado por um disco protoplanetário composto de gás e poeira. Júpiter uniu-se a este disco e foi cercado pelo seu próprio disco de material de construção de satélites. O chamado disco circum-joviano foi alimentado por material do disco protoplanetário que choveu em Júpiter nos pólos do planeta e regressou da esfera de influência gravitacional de Júpiter ao longo do plano equatorial do planeta.

Como é que o disco em constante mudança acumulou suficiente material para formar luas?

O novo modelo de Batygin e Morbidelli incorpora a física das interações entre poeira e gás no disco circum-joviano. Os investigadores demonstram que, para grãos de poeira gelada de uma faixa de tamanho específica, a força que os arrasta em direção a Júpiter e a força que os carrega no fluxo externo do gás se cancelam perfeitamente, permitindo que o disco aja como uma armadilha de poeira gigante.

“Estava a subir uma colina e vi uma garrafa no chão que não estava a descer a colina porque o vento vindo de trás a empurrava para cima e a mantinha em equilíbrio com a gravidade. Uma analogia simples veio-me à mente: se uma garrafa a rolar num plano inclinado é semelhante à deterioração orbital de grãos sólidos devido ao arrasto hidrodinâmico, partículas de um certo tamanho devem encontrar um equilíbrio equivalente na órbita de Júpiter”, explicou Batygin, em comunicado.

De acordo com o estudo publicado em maio na revista científica The Astrophysical Journal, o modelo propõe que, devido a a equilíbrio entre arrasto interno e arrastamento externo, o disco ao redor de Júpiter fique rico em grãos de poeira gelada, cada um com cerca de um milímetro.

O anel de poeira tornou-se tão maciço que se desmoronou sob o seu próprio peso em milhares de “satélitesimais” – objetos do tipo asteróide, com cerca de 100 quilómetros de diâmetro. Ao longo de milhares de anos, os satélitesimais coalesceram em luas, uma de cada vez.

Quando a primeira lua, Io, se formou e a sua massa atingiu um certo limiar, a sua influência gravitacional começou a criar ondas no disco gasoso do material que circundava Júpiter. Ao interagir com essas ondas, a lua migrou em direção a Júpiter até atingir a borda interna do disco circum-joviano, próximo à sua órbita atual. O processo começou novamente com a próxima lua.

Esse processo sequencial de formação e migração interna levou Io, Europa e Ganimedes a fixarem-se numa ressonância orbital. A cada quatro vezes que Io circula Júpiter, Europa circula duas e Ganimedes circula uma.

O modelo sugere também que a radiação do sol acabou por expelir o gás restante no disco ao redor de Júpiter, deixando para trás os satélites residuais que formaram a quarta e última lua principal, Calisto. No entanto, sem gás para conduzir a migração de longo alcance, Calisto não se juntou às outras luas e ficou presa, girando em torno de Júpiter a cada duas semanas.

Ainda há muito a descobrir sobre as luas de Júpiter. A missão Europa Clipper da NASA, que vai ser lançada em 2024, visitará Europa com o objetivo de descobrir se possui ou não condições favoráveis ​​à vida.

A Agência Espacial Europeia também planeia enviar uma missão, chamada JUpiter ICy luas Explorer (JUICE), que vai estudar Ganimedes, a maior das luas jovianas.

ZAP //

PARTILHAR

RESPONDER

Atletas que sorriem durante as corridas gastam menos oxigénio

Os atletas que sorriem gastam menos oxigénio, trabalham de forma mais económica e têm um nível de esforço menor, refere um estudo realizado pelas universidades de Ulster e Swansea, divulgado esta terça-feira. Os investigadores pediram a …

OMS analisa possíveis primeiros casos de infeção de animais para o homem

A Organização Mundial de Saúde (OMS) admite que pelo menos três infeções por Covid-19 nos Países Baixos possam ser os primeiros casos conhecidos de transmissão do novo coronavírus dos animais para o homem, tendo martas …

Na Suíça, é possível estar em teletrabalho e a empresa pagar parte da renda

O Tribunal Federal da Suíça condenou uma empresa de contabilidade a pagar parte da renda de casa a um funcionário que se encontrava em teletrabalho. Segundo revelou na segunda-feira o swissinfo e o Tages-Anzeiger, citados pelo …

Governo negoceia até mais 35 milhões em apoios para agricultura

A ministra da Agricultura disse hoje que está em curso a negociação de medidas adicionais para apoiar o setor agrícola, face ao impacto da covid-19, através do Programa de Desenvolvimento Rural (PDR), que podem mobilizar …

Moro não assinou exoneração de ex-diretor da Polícia, admite Presidência do Brasil

A Secretaria-Geral da Presidência brasileira admitiu na segunda-feira que o agora ex-ministro da Justiça Sergio Moro não assinou o decreto de exoneração de Maurício Valeixo da direção-geral da Polícia Federal, confirmando a versão original do …

Norte foi região que mais contribuiu para aumentar produtividade do trabalho no país

O Norte foi a região que mais contribuiu para aumentar a produtividade laboral entre 2000 e 2017, crescendo 20% quando a Área Metropolitana de Lisboa subiu 3,3%, revelou na segunda-feira a Comissão de Coordenação e …

Vai nascer uma praia fluvial nas margens do Alqueva em 2021

Uma nova praia fluvial começou a ser construída nas margens do Alqueva, devendo começar a funcionar no verão do próximo ano. Uma nova praia fluvial começou a ser construída nas margens do Alqueva, junto à aldeia …

Câmara de Bragança vai ajudar com até 100 euros a pagar renda

As famílias mais vulneráveis do concelho de Bragança vão poder contar com um apoio financeiro até 100 euros mensais para pagar a renda. A Câmara de Bragança vai ajudar as famílias do concelho em situação vulnerável …

Parlamento chumba lay-off para sócios-gerentes, mas acaba com teto de faturação ao apoio

A Comissão de Economia chumbou, esta terça-feira, o alargamento do lay-off simplificado aos sócios-gerentes. Por outro lado, aprovou o fim do teto de faturação para aceder ao apoio a estes portugueses. A proposta do PSD, BE …

Comissão Europeia admite que Portugal fica "em desvantagem" nas ajudas estatais

Margrethe Vestager, vice-presidente executiva da Comissão Europeia, admite que países como Portugal, com menor capacidade orçamental do que Estados-membros como Alemanha ou França, fiquem “em desvantagem” nas ajudas estatais em altura de crise gerada pela …