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    O que as luas em outros sistemas estelares revelam sobre planetas como Netuno e Júpiter

    Exomoons orbitando um exoplaneta fora de nosso sistema solar. Crédito:Dotted Yeti / Shutterstock.com

    Qual é a diferença entre um sistema planeta-satélite como temos com a Terra e a lua, versus um planeta binário - dois planetas orbitando um ao outro em um do-si-do cósmico?

    Eu sou um astrônomo interessado em planetas orbitando estrelas próximas, e gigantes gasosos - Júpiter, Saturno, Urano e Netuno em nosso sistema solar - são os planetas maiores e mais fáceis de detectar. A pressão esmagadora dentro de sua atmosfera gasosa significa que é improvável que sejam hospitaleiros para a vida. Mas as luas rochosas que orbitam esses planetas podem ter condições mais acolhedoras. Ano passado, astrônomos descobriram um exomoon do tamanho de um planeta orbitando outro planeta gigante gasoso fora do nosso sistema solar.

    Em um novo jornal, Eu defendo que este exomoon é realmente o que se chama de planeta capturado.

    O primeiro 'exomoon' detectado é realmente uma lua?

    Análogos da Terra verdadeira, que orbitam estrelas semelhantes ao Sol, são muito difíceis de detectar, mesmo com os grandes telescópios Keck. A tarefa é mais fácil se a estrela hospedeira for menos massiva. Mas então o planeta tem que estar mais perto da estrela para ser quente o suficiente, e as marés gravitacionais da estrela podem prender o planeta em um estado com um lado quente permanente e um lado frio permanente. Isso torna esses planetas menos atraentes como um local potencial que poderia abrigar vida. Quando os gigantes gasosos orbitando estrelas semelhantes ao Sol têm luas rochosas, esses podem ser lugares mais prováveis ​​de encontrar vida.

    Em 2018, dois astrônomos da Universidade de Columbia relataram a primeira tentativa de observação de um exomoon - um satélite orbitando um planeta que orbita outra estrela. Uma característica curiosa era que este exomoon Kepler-1625b-i era muito mais massivo do que qualquer lua encontrada em nosso sistema solar. Ele tem uma massa semelhante à de Netuno e orbita um planeta de tamanho semelhante ao de Júpiter.

    Os astrônomos esperam que as luas de planetas como Júpiter e Saturno tenham massa de apenas uma pequena porcentagem da Terra. Mas esta nova exomona era quase mil vezes maior do que os corpos correspondentes de nosso sistema solar - luas como Ganimedes e Titã que orbitam Júpiter e Saturno, respectivamente. É muito difícil explicar a formação de um satélite tão grande usando os modelos atuais de formação lunar.

    Exomoons podem revelar segredos sobre como gigantes gasosos como Júpiter se formaram e o que está em seu núcleo. Crédito:JPL / NASA

    Em um novo modelo que desenvolvi, Eu discuto como tal exomoon massiva se forma por meio de um processo diferente, onde é realmente um planeta capturado.

    Todos os planetas, Grande e pequeno, comece reunindo corpos do tamanho de asteróides para formar um núcleo rochoso. Neste estágio inicial da evolução de um sistema planetário, os núcleos rochosos ainda estão rodeados por um disco gasoso que sobrou da formação da estrela-mãe. Se um núcleo pode crescer rápido o suficiente para atingir uma massa equivalente a 10 Terras, então terá força gravitacional para puxar gás do espaço circundante e crescer até o tamanho massivo de Júpiter e Saturno. Contudo, este acúmulo gasoso é de curta duração, à medida que a estrela está drenando a maior parte do gás do disco, a poeira e o gás ao redor de uma estrela recém-formada.

    Se houver dois núcleos crescendo próximos, em seguida, eles competem para capturar rocha e gás. Se um núcleo ficar um pouco maior, ele ganha uma vantagem e pode capturar a maior parte do gás da vizinhança para si. Isso deixa o segundo corpo sem qualquer gás adicional para capturar. O aumento da atração gravitacional de seu vizinho arrasta o corpo menor para o papel de um satélite, embora seja muito grande. O primeiro planeta é deixado como uma lua superdimensionada, orbitando o planeta que o derrotou na corrida para capturar gás.

    Um núcleo remanescente como um olhar para trás na história

    Visto neste contexto, é improvável que o planeta capturado seja habitável. Núcleos planetários em crescimento têm envelopes gasosos, o que os torna mais parecidos com Urano e Netuno, uma mistura de rochas, gelo e gás que teria se tornado um Júpiter se não tivesse sido cortado tão rudemente por seu vizinho maior.

    Contudo, existem outras implicações que são quase tão interessantes. Estudar os núcleos de planetas gigantes é muito difícil, porque eles estão enterrados sob várias centenas de massas terrestres de hidrogênio e hélio. Atualmente, a missão JUNO está tentando fazer isso por Júpiter. Contudo, estudar as propriedades deste exomoon pode permitir aos astrônomos ver o núcleo nu de um planeta gasoso gigante quando ele é despojado de seu envelope gasoso. Isso pode fornecer um instantâneo da aparência de Júpiter antes de atingir seu enorme tamanho atual.

    Este sistema exomoon Kepler-1625b-i está bem na vanguarda do que é detectável com a tecnologia atual. Pode haver muitos mais objetos como este que poderiam ser descobertos com futuras melhorias nas capacidades do telescópio. À medida que o censo dos astrônomos de exoplanetas continua a crescer, sistemas como o exomoon e seu host destacam um problema que se tornará mais importante à medida que avançarmos. Este exomoon revela que as propriedades de um planeta não são apenas uma consequência de sua massa e posição, mas pode depender de sua história e do ambiente em que se formou.

    Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.




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