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Por que existem tantos “bonecos de neve espaciais” em nosso sistema solar? Novo estudo oferece pistas
Nos confins do sistema solar existem muitos objetos gelados que lembram bonecos de neve – pares de esferas unidas. Agora, um novo estudo revela a forma simples como estes objetos misteriosos podem se formar.
Além da órbita de Netuno jazem blocos de construção gelados desde o amanhecer do sistema solar conhecidos como planetesimais. Assim como as bolas de neve são compostas por aglomerados de flocos de neve, os planetesimais provavelmente surgiram dentro dos discos de poeira que circundavam o recém-nascido. sol de nuvens de objetos do tamanho de pedras reunidos por sua atração gravitacional mútua.
Em 2019, a NASA Novos Horizontes nave espacial capturou o primeiro imagens de perto de planetesimais em forma de duas esferas interligadas – objetos semelhantes a bonecos de neve conhecidos como binários de contato. Outras pesquisas descobriram que um em cada 10 a um em cada quatro planetesimais podem ser binários de contato.
Mas permaneceu um mistério como esses bonecos de neve distantes se formaram. Trabalhos anteriores procuraram calcular como os binários de contato se originaram, modelando-os como esferas em colisão. No entanto, até recentemente, estes cálculos envolviam fusões perfeitas que sempre resultavam em esferas em vez de quaisquer outras formas.
No novo estudo, os pesquisadores modelaram os planetesimais como nuvens de partículas apoiadas umas nas superfícies das outras.
“Este método é mais caro computacionalmente do que os modelos anteriores de fusão perfeita, porque precisamos acompanhar muitas partículas individuais que compõem um planetesimal em vez de apenas uma partícula grande do tamanho de um planetesimal”, disse o principal autor do estudo, Jackson Barnes, cientista planetário da Michigan State University, ao Space.com.
No novo trabalho de modelagem, ocasionalmente, à medida que essas nuvens giravam, em vez de se fundirem em um planetesimal, elas formariam, cada uma, dois planetesimais separados que orbitavam um ao outro. (Os astrônomos viram muitos desses planetesimais binários no Cinturão de Kuiper além de Netuno.)
Nas novas simulações, estes planetesimais binários poderiam espiralar para dentro devido à sua atração gravitacional mútua, até que suavemente entrem em contacto e se fundam. O que é “tão legal neste modelo”, disse Barnes, é que ele pode criar planetesimais que não são apenas esféricos, mas também planos, em forma de charuto e, sim, em forma de boneco de neve. A velocidade com que estes planetesimais se movem e a força com que as suas partículas se interligam ajudam a determinar a forma em que a sua fusão resulta.
Os pares de planetesimais que compõem estes bonecos de neve distantes podem provavelmente permanecer juntos durante milhões ou mesmo milhares de milhões de anos, porque é pouco provável que colidam com qualquer outra coisa, explicou Barnes. Sem uma colisão, não há nada que os separe.
O novo estudo descobriu que os binários de contato representavam apenas 4% dos planetesimais simulados. “Isso não corresponde exatamente à hipótese de 10 a 25% esperada”, disse Barnes.
Barnes observou que as simulações computacionais da equipe foram limitadas pelo número e tamanhos das partículas que compõem as nuvens de seixos que formaram planetesimais. Aumentar o número e a faixa de tamanho das partículas em suas simulações poderia ajudar a aumentar o número de binários de contato que podem se formar, sugeriu ele.
Nuvens giratórias de seixos também poderiam formar três ou mais planetesimais orbitando uns aos outros, “o que eu acho muito legal”, disse Barnes. “Isso é algo que estamos atualmente investigando com mais detalhes, com respeito específico à criação de sistemas triplos e sua relação com a atual população observada de triplos relíquias no Cinturão de Kuiper”.
Os cientistas detalharam suas descobertas 19 de fevereiro na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
