As pequenas luas de Plutão, numa escala aproximada, comparadas com Caronte
Animation of moons of Pluto around the barycenter of Pluto - Ecliptic plane
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in Wikipédia
O mistério do coração de Plutão foi finalmente resolvido
Representação artística do enorme e lento impacto em Plutão que levou à estrutura em forma de coração na sua superfície
Impacto gigante e lento de ângulo oblíquo deu origem ao “coração partido” do anão, verificou nova investigação - que também desmente a presença de um oceano subsuperficial de água líquida no planeta.
O mistério de como Plutão adquiriu uma característica gigante em forma de coração na sua superfície foi finalmente resolvido por uma equipa internacional de astrofísicos liderada pela Universidade de Berna e por membros do NCCR (National Center of Competence in Research) PlanetS.
A equipa é a primeira a reproduzir com sucesso a forma invulgar, através de simulações numéricas, atribuindo-a a um impacto gigante e lento de ângulo oblíquo.
Desde que as câmaras da missão New Horizons da NASA descobriram, em 2015, uma grande estrutura em forma de coração à superfície do planeta anão Plutão, que este “coração” tem intrigado os cientistas devido à sua forma única, composição geológica e elevação.
Uma equipa de cientistas da Universidade de Berna, incluindo vários membros do NCCR PlanetS, e da Universidade do Arizona em Tucson utilizou simulações numéricas para investigar as origens de Sputnik Planitia, a parte ocidental em forma de lágrima da superfície em forma de “coração” de Plutão.
De acordo com a sua investigação, a história inicial de Plutão foi marcada por um evento cataclísmico que formou Sputnik Planitia: uma colisão com um corpo planetário, com cerca de 700 km de diâmetro.
As descobertas da equipa, recentemente publicadas na revista Nature Astronomy, sugerem também que a estrutura interna de Plutão é diferente do que se supunha anteriormente, indicando que não existe um oceano subterrâneo.
Um coração dividido
O “coração”, também conhecido como Tombaugh Regio, captou a atenção do público imediatamente após a sua descoberta. Mas também captou imediatamente o interesse dos cientistas porque está coberto por um material de alto albedo que reflete mais luz do que os seus arredores, criando a sua cor mais branca.
No entanto, o “coração” não é composto por um único elemento. Sputnik Planitia (a parte ocidental) cobre uma área de 1200 por 2000 quilómetros, o que equivale a um-quarto da Europa ou dos Estados Unidos. O que é surpreendente, no entanto, é que esta região é três a quatro quilómetros mais baixa em elevação do que a maior parte da superfície de Plutão.
“A aparência brilhante de Sputnik Planitia deve-se ao facto de estar predominantemente cheia de nitrogénio gelado branco que se move e convecta para alisar constantemente a superfície. Este nitrogénio provavelmente acumulou-se rapidamente após o impacto, devido à mais baixa altitude”, explica o Dr. Harry Ballantyne da Universidade de Berna, autor principal do estudo.
A parte oriental do “coração” está também coberta por uma camada semelhante, mas muito mais fina, de nitrogénio gelado, cuja origem ainda não é clara para os cientistas, mas está provavelmente relacionada com Sputnik Planitia.
Um impacto oblíquo
“A forma alongada de Sputnik Planitia sugere fortemente que o impacto não foi uma colisão frontal direta, mas sim oblíqua“, salienta o Dr. Martin Jutzi da Universidade de Berna, que deu início ao estudo.
Assim, a equipa, tal como várias outras em todo o mundo, utilizou o seu software de simulação SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) para recriar digitalmente tais impactos, variando a composição de Plutão e do objeto impactante, bem como a velocidade e o ângulo. Estas simulações confirmaram as suspeitas dos cientistas sobre o ângulo oblíquo do impacto e determinaram a composição do objeto.
“O núcleo de Plutão é tão frio que as rochas permaneceram muito duras e não derreteram apesar do calor do impacto e, graças ao ângulo e à baixa velocidade, o núcleo do objeto não se afundou no núcleo de Plutão, mas permaneceu intacto, como uma mancha, sobre ele”, explica Harry Ballantyne. “Algures por baixo de Sputnik está o núcleo remanescente de outro corpo massivo, que Plutão nunca chegou a digerir”, acrescenta o coautor Erik Asphaug da Universidade do Arizona.
Esta força do núcleo e a velocidade relativamente baixa foram fundamentais para o sucesso destas simulações: uma força menor resultaria numa superfície muito simétrica que não se parece com a forma de lágrima observada pela New Horizons.
“Estamos habituados a pensar nas colisões planetárias como acontecimentos incrivelmente intensos em que se podem ignorar os pormenores, exceto coisas como a energia, o momento e a densidade. Mas no Sistema Solar distante, as velocidades são muito mais baixas e o gelo sólido é forte, pelo que temos de ser muito mais precisos nos nossos cálculos. É aí que começa a diversão”, diz Erik Asphaug.
As duas equipas têm um longo historial de colaborações conjuntas, explorando desde 2011 a ideia de “salpicos” planetários para explicar, por exemplo, as características do lado oculto da Lua. Depois da nossa Lua e de Plutão, a equipa da Universidade de Berna planeia explorar cenários semelhantes para outros corpos do Sistema Solar exterior, como o planeta anão Haumea, semelhante a Plutão.
Não há um oceano subsuperficial em Plutão
O estudo atual lança também uma nova luz sobre a estrutura interna de Plutão. De facto, é muito mais provável que um impacto gigante como o simulado tenha ocorrido muito cedo na história de Plutão.
No entanto, isto coloca um problema: espera-se que uma depressão gigante como Sputnik Planitia se mova lentamente em direção ao polo do planeta anão devido às leis da física, uma vez que tem um défice de massa, mas paradoxalmente, está perto do equador.
A explicação teórica anterior era que Plutão, tal como vários outros corpos planetários no Sistema Solar exterior, tem um oceano subsuperficial de água líquida. De acordo com esta explicação anterior, a crosta gelada de Plutão seria mais fina na região de Sputnik Planitia, fazendo com que o oceano se avolumasse aí e, como a água líquida é mais densa do que o gelo, acabaria por haver um excedente de massa que induziria a migração para o equador.
No entanto, o novo estudo oferece uma perspetiva alternativa.
“Nas nossas simulações, todo o manto primordial de Plutão é escavado pelo impacto e, à medida que o material do núcleo do objeto impactante “salpica” o núcleo de Plutão, cria um excesso de massa local que pode explicar a migração para o equador sem um oceano subsuperficial ou, no máximo, um oceano muito fino”, explica Martin Jutzi. A Dra. Adeene Denton da Universidade do Arizona, também coautora do estudo, está atualmente a realizar um novo projeto de investigação para estimar a velocidade desta migração.
“Esta nova e inventiva origem para a característica em forma de coração de Plutão pode levar a uma melhor compreensão da origem do planeta anão”, conclui.
in ZAP
Fotografia em cores de Plutão, obtida pela sonda New Horizons em 14 de julho de 2015
Percival Lowell (Boston, 13 de março de 1855 - Flagstaff, 13 de novembro de 1916) foi um matemático, autor, empresário e astrónomo amador dos Estados Unidos que alimentou especulações de que existiam canais artificiais em Marte. Fundou o Observatório Lowell em Flagstaff, Arizona, e deu início ao esforço que levou à descoberta de Plutão, 14 anos após a sua morte. A escolha do nome Plutão e do seu símbolo foram parcialmente influenciados pelas suas iniciais, PL.
Biografia
Percival Lowell nasceu no seio da distinta família Lowell de Boston. O seu irmão mais novo Abbott Lawrence Lowell foi presidente da Universidade de Harvard, e a sua irmã Amy Lowell era uma bem conhecida poeta e crítica.
Percival Lowell graduou-se na Universidade Harvard em 1876 com distinção em matemática,
e viajou intensivamente através do Este americano antes de decidir
estudar Marte e astronomia. Estava particularmente interessado nos
supostos canais de Marte, como desenhados por Giovanni Schiaparelli, diretor do Observatório de Milão.
Em 1894 mudou-se para Flagstaff, no estado do Arizona.
A uma altitude superior a 7.000 pés (mais de 2.000 metros de altitude), e com noites com pouca
nebulosidade, era o sítio ideal para observações astronómicas. Nos 15
anos seguintes estudou intensivamente o planeta Marte, fazendo o desenho
intricado das marcas da superfície enquanto as tentava perceber. Lowell
publicou as suas observações em três livros: Mars (1895), Mars and its Canals (1906) e Mars as the Abode of Life (1908). Desse modo apresentava a opinião de que Marte teria tido formas de vida inteligente.
A maior contribuição de Lowell para estudos planetários surgiu
durante os últimos oito anos da sua vida, os quais dedicou ao então
chamado Planeta X, que era a designação para o planeta depois de Neptuno. A investigação prosseguiu durante alguns anos após a sua morte em Flagstaff, ocorrida em 1916; o novo planeta, chamado Plutão, foi descoberto por Clyde Tombaugh em 1930. O símbolo astronómico do planeta é "PL" (♇), escolhido em parte para homenagear Lowell. Plutão é agora considerado um planeta anão.
O Sistema Solar pode ter um nono planeta (e não é Plutão)
Todos nós costumávamos pensar que havia nove planetas. Mas em 2006 o Sistema Solar ficou com apenas oito planetas, quando Plutão deixou de ser classificado como tal.
Mas ainda é possível que haja um planeta além de Neptuno – possivelmente muito além dele? Nos últimos vinte anos, fizemos avanços significativos na exploração do sistema solar exterior.
Estamos a falar do que é conhecido como Espaço Transneptuniano, a noite eterna além do reino dos planetas gigantes. E nesta exploração deparamo-nos com uma surpreendente população de habitantes, os chamados Objetos Trans-Neptunianos Extremos, cujas características peculiares têm suscitado intenso debate na comunidade científica.
Alguns pesquisadores veem nessa população a manifestação de uma presença invisível, um novo planeta ainda não descoberto nos confins escuros e frios do nosso Sistema Solar. Outros, no entanto, pensam que tal planeta não existe e que essas peculiaridades transneptunianas extremas se devem à incompletude das nossas observações limitadas, os chamados “vieses de observação”.
Um hipotético mundo enorme e distante
Este planeta hipotético é provisoriamente conhecido como Planeta 9. Acredita-se que o Planeta 9 não seja um objeto pequeno como Plutão ou como muitos outros objetos transneptunianos que foram descobertos nos últimos anos. Simulações detalhadas foram criadas para teorizar sobre as características que o corpo poderia ter para produzir os efeitos observados, e a conclusão é que deve ser um planeta muito grande, com 4 a 8 vezes a massa da Terra.
Também deve estar extremamente longe do Sol: algo como dez vezes a distância de Plutão. Provavelmente ainda mais.
Se existir, seria um novo tipo de planeta, diferente dos outros que conhecemos atualmente no sistema solar. Os nossos vizinhos planetários são basicamente classificados em dois tipos. Eles são pequenos mundos rochosos com uma superfície sólida (Mercúrio, Vénus, Terra e Marte) ou são gigantes gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno).
O Planeta 9 cairia em algum lugar entre essas categorias. Pode ser o que é conhecido como Super-Terra, um planeta rochoso maior que o nosso, ou Sub-Neptuno, um mundo gasoso menos massivo e ligeiramente menor que Neptuno.
Já localizamos planetas como este em torno de outras estrelas, mas, estando tão distantes, sabemos muito pouco sobre eles. Descobrir um no nosso próprio Sistema Solar abriria as portas para estudar em detalhes uma categoria de planetas quase desconhecida hoje.
A longa jornada do asteroide CNEOS14
Como poderíamos detetar este Planeta 9? Não é fácil. Estando tão longe, o seu brilho seria extremamente fraco e precisaríamos de poderosos telescópios. O problema é que esses telescópios costumam ter um campo de visão muito pequeno.
É como usar um microscópio para digitalizar uma área muito grande em busca de algo pequeno que deixamos cair. Nos últimos anos, esforços observacionais significativos foram feitos para tentar descobrir esse mundo indescritível – até agora sem sucesso.
Há alguns meses, foi publicado um artigo científico de dois investigadores de Harvard afirmando que um meteorito (CNEOS14) que caiu no Pacífico em 2014 não era um objeto do nosso Sistema Solar.
Este seria o primeiro objeto interestelar que detetamos, um pequeno asteroide de aproximadamente um metro de diâmetro que impactou o nosso planeta enquanto viajava pelo Sistema Solar a 60 quilómetros por segundo.
Esta alta velocidade é precisamente o que levou os investigadores a determinar a sua proveniência como visitante de outras estrelas. Para fazer isso, eles primeiro tiveram que descartar que o objeto tinha sido acelerado ou desviado pela gravidade de um planeta do nosso Sistema Solar, o que é fácil de verificar reconstruindo a sua trajetória e vendo se ele passou perto de algum dos planetas conhecidos. Neste caso, o asteroide não tinha passado perto de nenhum planeta conhecido.
Mas, e se CNEOS14 tivesse interagido com um planeta ainda não conhecido durante a sua jornada pelo Sistema Solar? Esta foi a pergunta que um novo estudo fez.
Uma incrível coincidência
A primeira pista de que poderia haver uma conexão entre o meteorito CNEOS14 e o Planeta 9 apareceu quando foi traçada num mapa celeste a órbita que o planeta deveria ter, de acordo com as simulações mais detalhadas, e sobreposta a origem do CNEOS14.
Foi descoberta uma coincidência impressionante entre a origem do meteorito e a região onde as simulações preveem que o Planeta 9 é mais provável de ser encontrado. A probabilidade de tal coincidência ser resultado do acaso é da ordem de 1%.
Seguindo essa linha de pensamento, foram feitas simulações que reconstroem a trajetória do CNEOS14 e foram encontradas outras três anomalias estatísticas que seriam altamente improváveis num objeto vindo diretamente do meio interestelar.
Combinando a probabilidade dessas irregularidades, descobriu-se que ou há algo que não entendemos sobre objetos no meio interestelar ou há 99,9% de probabilidade de que o CNEOS14 tenha encontrado um planeta desconhecido no Sistema Solar externo – e esse novo mundo estar localizado exatamente na região prevista pelas simulações.
Essas coincidências e anomalias estatísticas levaram os autores a formular a “hipótese do mensageiro”, referindo-se ao uso do termo “mensageiro” na astrofísica para designar partículas que nos trazem informações dos corpos celestes. De acordo com esta hipótese, o CNEOS14 talvez tenha sido desviado por um objeto massivo desconhecido no Sistema Solar externo, possivelmente o Planeta 9, há entre 30 e 60 anos.
Se a conjetura estiver correta, traçando a trajetória do CNEOS14 para trás no tempo, encontraríamos a localização do Planeta 9 que, segundo os cálculos, estaria muito próximo do ponto onde as constelações de Áries, Touro e Cetus se encontram.
Está em curso uma campanha de observação no Observatório Javalambre (Teruel) para realizar esta busca. A tarefa ainda é difícil e vai levar tempo e trabalho, porque o campo a ser pesquisado ainda é grande e o objeto procurado é muito escuro, mas agora parece factível.
CNEOS14 pode estar a indicar a posição do Planeta 9 para nós. Ou talvez seja apenas uma grande coincidência cósmica. De qualquer forma, é uma bela história à qual poderíamos aplicar o velho ditado italiano de que se non è vero è ben trovato (mesmo que não seja verdade, está bem concebido) – expressão que, aliás, é atribuída a um astrónomo, o renascentista Frei Giordano Bruno.
Adaptado e corrigido de ZAP
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Percival Lowell (Boston, 13 de março de 1855 - Flagstaff, 13 de novembro de 1916) foi um matemático, autor, empresário e astrónomo amador dos Estados Unidos que alimentou especulações de que existiam canais artificiais em Marte. Fundou o Observatório Lowell em Flagstaff, Arizona, e deu início ao esforço que levou à descoberta de Plutão, 14 anos após a sua morte. A escolha do nome Plutão e do seu símbolo foram parcialmente influenciados pelas suas iniciais, PL.
Biografia
Percival Lowell nasceu no seio da distinta família Lowell de Boston. O seu irmão mais novo Abbott Lawrence Lowell foi presidente da Universidade de Harvard, e a sua irmã Amy Lowell era uma bem conhecida poeta e crítica.
Percival Lowell graduou-se na Universidade Harvard em 1876 com distinção em matemática,
e viajou intensivamente através do Este americano antes de decidir
estudar Marte e astronomia. Estava particularmente interessado nos
supostos canais de Marte, como desenhados por Giovanni Schiaparelli, diretor do Observatório de Milão.
Em 1894 mudou-se para Flagstaff, no estado do Arizona.
A uma altitude superior a 7.000 pés (mais de 2.000 metros de altitude), e com noites com pouca
nebulosidade, era o sítio ideal para observações astronómicas. Nos 15
anos seguintes estudou intensivamente o planeta Marte, fazendo o desenho
intricado das marcas da superfície enquanto as tentava perceber. Lowell
publicou as suas observações em três livros: Mars (1895), Mars and its Canals (1906) e Mars as the Abode of Life (1908). Desse modo apresentava a opinião de que Marte teria tido formas de vida inteligente.
A maior contribuição de Lowell para estudos planetários surgiu
durante os últimos oito anos da sua vida, os quais dedicou ao então
chamado Planeta X, que era a designação para o planeta depois de Neptuno. A investigação prosseguiu durante alguns anos após a sua morte em Flagstaff, ocorrida em 1916; o novo planeta, chamado Plutão, foi descoberto por Clyde Tombaugh em 1930. O símbolo astronómico do planeta é "PL" (♇), escolhido em parte para homenagear Lowell. Plutão é agora considerado um planeta anão.
