A Terra nasceu plana? Sem chance

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/02/2024

Simulação da formação de um planeta gigante gasoso visto do seu pólo (esquerda) e do seu equador (direita) - visto de perfil, o protoplaneta tem a "altura" do disco no qual está nascendo, não tendo ainda ganho o formato esférico.
[Imagem: Adam Fenton et al. - 10.1051/0004-6361/202348753]

Nem na teoria a Terra teria nascido plana

Dois astrofísicos fizeram uma simulação computacional sobre como os planetas se formam e descobriram que planetas gigantes gasosos, como Júpiter e Saturno, podem começar a se formar meio achatados, parecidos com a roda de um carro, só aos poucos ganhando sua esfericidade.

É importante salientar que a simulação foi feita usando uma das teorias de formação planetária, chamada de instabilidade gravitacional, que tem capacidade explicativa sobre a formação desse tipo de planeta - gigantes gasosos - mas não tem poder explicativo sobre a formação de planetas rochosos como a Terra.

Além disso, a simulação não diz que o planeta "nasce" achatado: O achatamento é verificado em uma etapa muito inicial da formação planetária. Tão logo a gravidade passa a imperar como principal atrator de material para terminar de formar o planeta - quando então se convenciona dizer que o planeta "nasceu" - a estrutura rapidamente ganha sua esfericidade.

"Muitos exoplanetas, que são planetas que orbitam estrelas em outros sistemas solares fora do nosso, foram descobertos nas últimas três décadas. Apesar de observarmos muitos milhares deles, como eles se formam permanece inexplicável," comentou o professor Adam Fenton, da Universidade de Lancashire Central, no Reino Unido.

A teoria da instabilidade gravitacional aponta para a possibilidade de instabilidades gravitacionais desmantelarem o disco protoplanetário, ocasionando a formação de planetas gasosos até bem longe da estrela.
[Imagem: Adam Fenton et al. - 10.1051/0004-6361/202348753]

Teorias de formação dos planetas

Atualmente existem duas teorias principais sobre como os planetas se formam.

A preferida dos cientistas é conhecida como acreção nuclear, ou acreção central, que propõe um crescimento gradual das partículas que restaram do disco que inicialmente formou a estrela do sistema. Inicialmente meras partículas de poeira, elas vão se aglomerando até formar pedras maiores e assim por diante. Garantida uma escala de tempo longa o suficiente, a gravidade logo começa a representar a força principal, aumentando a atração sobre as demais partículas do disco protoplanetário, até formar o núcleo do planeta.

Uma consequência natural desse processo é que o planeta nasce redondo - e todos os planetas que já vimos até hoje são esféricos, com achatamentos nos pólos quase imperceptíveis.

Mas há uma outra teoria, que diz que os planetas podem se formar de modo diferente. Chamada de teoria da instabilidade do disco, ou instabilidade gravitacional, essa hipótese sugere que os grandes discos giratórios que restam em torno das estrelas jovens podem sofrer instabilidades gravitacionais, o que pode gerar bolsões de gás e poeira que então se aglomeram. Essa teoria pode explicar a formação de um planeta gigante gasoso em tempos extremamente curtos, na faixa dos poucos milhares de anos. Mas ela não explica a formação de planetas rochosos, como a Terra.

A simulação mostra a possibilidade de formação inicial de um planeta gasoso em meros 6.000 anos, embora esse objeto ainda vá crescer muito depois dessa etapa, quando então poderá ser chamado de planeta.
[Imagem: Adam Fenton et al. - 10.1051/0004-6361/202348753]

Ninguém havia olhado para isso

Para tentar entender o mecanismo de formação dos planetas gigantes gasosos, Fenton e seu colega Dimitris Stamatellos fizeram agora uma simulação computacional para ver em maiores detalhes como esse processo de formação planetária baseado na instabilidade do disco poderia ocorrer.

Foi aí que eles observaram um detalhe bastante óbvio, mas ao qual ninguém havia prestado atenção: O planeta gasoso nasce seguindo o perfil do disco protoplanetário do qual se origina. Assim que começa a crescer porém, ele perde esse aspecto mais achatado, rapidamente ganhando sua esfericidade. O resultado não é surpreendente, dada a espessura inicial do disco, mas é algo que ninguém havia pensado em checar.

"Há muito tempo que estudamos a formação de planetas, mas nunca antes tínhamos pensado em verificar a forma dos planetas à medida que eles se formavam nas simulações. Sempre assumimos que eram esféricos. Ficamos muito surpresos ao descobrir que eram esferoides achatados, muito parecidos com uma pastilha de doce," disse Stamatellos.

Contudo, a simulação também mostra que os novos planetas gasosos crescem à medida que mais material cai sobre eles, e que isto ocorre predominantemente nos seus pólos e não nos seus equadores.

Para verificar se a simulação computadorizada está correta, os astrônomos agora terão que vasculhar os discos protoplanetários em busca de estruturas achatadas, em forma de roda de carro, o que é uma tarefa difícil de ser feita com os instrumentos atuais. Se algo desse tipo for encontrado, então será necessário dar mais atenção à teoria da instabilidade do disco, que tem pouca popularidade na comunidade científica.

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