Essencial: planetas anões no Sistema Solar

Eu estou bastante inspirado em falar sobre o Sistema Solar, então dentro das próximas semanas, a série de posts Essencial vai tratar dos objetos menos gamourosos que orbitam o Sol. Neste post, eu falarei sobre os planetas anões; sim, é aquela classe para a qual Plutão foi rebaixado há alguns anos atrás.

A definição de planeta anão dada pela União Astronômica Internacional é um objeto que orbita o Sol e tem massa o suficiente para que a gravidade determine a sua forma, mas esta não é suficiente para “limpar” as vizinhanças habitadas por asteróides e outros objetos. Esta classificação esquisita surgiu para separar os planetas principais do Sistema Solar dos objetos transnetunianos que estavam sendo descobertos ativamente na década de 2000. Antigamente, alguns desses objetos seriam classificados como planetóides ou planetas menores.

Ceres

Imagem do planeta anão Ceres obtida pelo telescópio espacial Hubble. Crédito: NASA, ESA et al.

Ceres é o único planeta anão que fica na parte mais interior do Sistema Solar. Ele se localiza no cinturão de asteróides entre as órbitas de Marte e Júpiter. Possuindo cerca de 950 quilômetros de diâmetro, menor que a Lua e equivalente a 7,5% do diâmetro da Terra, foi descoberto no início do século XIX, e na época foi classificado como planeta (até recebeu o nome de um deus, assim como os outros planetas do Sistema Solar).

Naquele tempo especulava-se a existência de um planeta entre Marte e Júpiter devido à grande distância de separação entre estes. De fato, era realmente para existir um planeta lá, mas aparentemente Ceres não conseguiu desenvolver massa o suficiente para “limpar” (por atração gravitacional) os asteróides na região. Na verdade, acredita-se que ele é um protoplaneta sobrevivente das fusões planetárias que formaram os maiores objetos do Sistema Solar. Outras teorias dizem que ele é um objeto transnetuniano que acabou sendo lançado para o interior do Sistema Solar. 

A sua composição é praticamente a mesma de um asteróide qualquer, mas a superfície possui gelo e minerais hidratados. Há evidências da existência de água sob a superfície, o que abre portas para a possibilidade (mesmo que remota) de vida extraterrestre. Estima-se que a temperatura na superfície atinja o máximo em cerca de -38 °C. Um dia (período de rotação) em Ceres dura apenas 9 horas, enquanto que o ano cereriano equivale a 4 anos terrestres.

Nas melhores épocas de observação, Ceres chega a ter magnitude de 6,5, que teoricamente pode ser visto a olho super-humano nu em locais extremamente escuros. Com esse brilho, pode ser facilmente observado em binóculos e telescópios. E pode começar a se preparar, a próxima oposição (melhor período para observação) de Ceres será no dia 18 de dezembro de 2012, quando terá magnitude de 6,75. E melhor ainda: nos mesmos dias, o asteróide Vesta (que também fica lá por perto) estará na mesma escala de magnitude. Ambos estarão na constelação de Touro.

Plutão

Plutão e suas luas, imageado pelo Hubble. Crédito: NASA, ESA, H. Weaver (JHU/APL), A. Stern (SwRI), HST Pluto Companion Search Team

Muita gente ficou triste quando Plutão foi rebaixado a planeta anão, afinal ele era o famigerado nono (ou décimo, para os nostálgicos) planeta do Sistema Solar. Mas talvez isso tenha sido um mal necessário: Plutão definitivamente é “esquisito” demais para entrar na classe mais glamourosa (assim como astrônomos são esquisitos demais para entrar em uma balada sertaneja): ele é muito pequeno e forma um sistema binário com uma de suas luas.

A sua órbita é ainda mais estranha: ela está inclinada com relação ao plano formado pelas órbitas dos demais planetas (eclíptica) e ela ainda passa dentro da órbita do planeta mais próximo, entrando descaradamente no espaço de Netuno (sem jamais colidir, no entanto). Sabe aquele seu amigo esquisito que vem do nada e entra no meio da conversa? Plutão.

Atualmente têm-se catalogados 5 satélites naturais em Plutão, o último foi descoberto há algumas semanas atrás (se você acompanha notícias científicas, provavelmente deve ter lido por aí). Além de ser esquisito, o planeta anão tem mais luas que a Terra, que é 500 vezes mais massiva!

Plutão localiza-se no Cinturão de Kuiper, um local tão ou muito mais estranho ainda. Os objetos nesta região do Sistema Solar são chamados de transnetunianos, (mesmo assim, o bendito do Plutão consegue passar por cima da regra e se tornar um objeto cisnetuniano por alguns instantes).

A sonda New Horizons está prevista para alcançar Plutão em 2015, quando obterá as imagens e os dados mais precisos da história da astronomia sobre esta região do Sistema Solar.

Estima-se que Plutão seja constituído de uma camada de nitrogênio congelado na superfície, gelo na sub-superfície e rocha no núcleo. A sua atmosfera é formada por uma fina camada de nitrogênio, metano e monóxido de carbono. A temperatura na sua superfície varia em torno de -230 °C, apenas 43 graus acima do zero absoluto. Um dia (período de rotação) no planeta anão dura 6,4 dias terrestres, enquanto que o ano plutoniano dura 248 anos terrestres.

Plutão é difícil de se observar: até o próprio telescópio Hubble tem que gemer para conseguir obter alguma resolução significativa. Os telescópios mais modestos, como o meu pessoal, não tem chance de observá-lo, mesmo nas melhores condições, pois sua magnitude fica em torno de 15. Equipamentos mais robustos vão enxergar apenas 2 pequenos pontos (Plutão e sua lua Charon), que parecem estrelas, e há de se ter bastante paciência para conseguir separar os dois das demais estrelas que compõem a imagem.

Concepção artística da paisagem em Plutão, com destaque para a lua Charon. Crédito: ESO, L. Calçada

Haumea

Rotação do planeta anão Haumea. Crédito: Caltech

Se Plutão é esquisito, Haumea é bizarro. Ele possui apenas 1/3 da massa do anterior, e tem uma forma de um elipsóide bastante achatado. Ele também se localiza na região transnetuniana. Acredita-se que nos primórdios do Sistema Solar, ele era um objeto bastante parecido com o que nós conhecemos atualmente como Plutão, mas acabou colidindo com um outro objeto do Cinturão de Kuiper, o que lhe conferiu esta forma.

Haumea tem dois satélites naturais confirmados, e há evidências de que um deles seja simplesmente uma “bola” de gelo, enquanto o outro não pode ser estudado mais profundamente por ser muito pequeno. Estima-se que o planeta anão em si seja constituído de um material rochoso coberto por uma fina camada de gelo.

A sua órbita é semelhante à de Plutão e à dos outros objetos no Cinturão de Kuiper: inclinada em relação à eclíptica, com um ano equivalente a 283 anos terrestres. Um dia haumeaniano tem aproximadamente 4 horas. A temperatura no planeta anão é próxima à de Plutão (menor que -223 °C).

Haumea e suas luas podem ser observados somente em telescópios avançados (com abertura acima de 30 cm, em boas condições de observação), pois sua magnitude mínima é de 17,3.

Eris

Concepção artística do planeta anão Eris e sua lua Dysnomia. Crédito: NASA, ESA, Adolph Schaller (STScI)

Eris é o planeta anão mais massivo dentre os conhecidos no Sistema Solar, com 0,27% da massa terrestre. Ele foi descoberto em 2005, e na época acreditava-se que ele seria o décimo planeta, devido ao seu tamanho (é praticamente do mesmo tamanho que Plutão). Essa descoberta foi um dos gatilhos que motivou a União Astronômica Internacional a reclassificar os maiores objetos que orbitam o Sol.

Assim como a maioria dos planetas anões do Sistema Solar, Eris localiza-se no Cinturão de Kuiper, e possui um satélite natural identificado, chamado de Dysnomia. Sua órbita em torno do Sol é completada em longos 557 anos terrestres, e estima-se que um dia eridiano dure 26 horas.

E se Plutão conseguia invadir a órbita de Netuno, Eris consegue invadir a órbita de seu companheiro anão por um pequeno intervalo de tempo durante sua volta em torno do Sol.

Distando do Sol a mais de 90 unidades astronômicas (1 U.A. = distância entre a Terra e o Sol), a temperatura em Eris é igualmente abismal quando comparada aos outros objetos transnetunianos: apenas algumas dezenas de graus acima do zero absoluto. Sua superfície é coberta por uma camada de metano congelado. A cor do solo eridiano é acinzentado, ao contrário de Plutão, que é levemente avermelhado.

Eris foi observado pela primeira vez em um telescópio com abertura de 1,2 metros, então dá para imaginar quanto poder é necessário para visualizá-lo: ele possui magnitude acima de 18 na oposição. Nas melhores condições de observações, um telescópio de 30 cm de abertura equipado com uma câmera CCD pode captar uma imagem do planeta anão.

Makemake

Imagem de Makemake obtida pelo telescópio espacial Hubble. Crédito: NASA

Com o mesmo nome de um deus rapanui (cultura nativa da Polinésia), Makemake consegue ser um dos mais estranhos dos já esquisitíssimos planetas anões do Cinturão de Kuiper. Enquanto que a maioria desses objetos possui um ou mais satélites naturais, Makemake não tem sequer um. A sua descoberta ocorreu em 2005, e foi anunciado no mesmo dia do anúncio de Eris, e dois dias depois do anúncio de Haumea. Deve ter sido uma semana bem frenética para a astronomia.

A órbita de Makemake é parecida com a de Haumea, sendo um pouco mais afastado do Sol, e por isso o ano no planeta anão dura cerca de 310 anos terrestres. Já o dia makemakeano dura pouco menos de 8 horas. Estima-se que Makemake tenha entre 1300 e 1500 km de diâmetro.

Análises espectrais mostram traços de metano congelado na superfície do planeta anão, além de grande quantidade de etanos e tolina (que lhe confere uma cor avermelhada). A atmosfera makemakeana é parecida com a de Plutão, composta de metano sublimado e nitrogênio no periélio (quando está mais perto do Sol).

Apesar de ser o segundo planeta anão transnetuniano em brilho (magnitude 16), Makemake acabou sendo descoberto um tempo depois de muitos outros objetos menos brilhantes no Cinturão de Kuiper; isso se deve ao fato de na época ele se encontrar muito deslocado da eclíptica.

Candidatos a planeta anão

Apesar de ser uma classe não muito glamourosa, a lista de candidatos é bastante grande! Existem dezenas de outros objetos que estão na fila para evoluir de um simples asteróide nos confins do Sistema Solar para um planeta anão. Entre eles:

Órbita de Sedna comparada com a de outros objetos no Sistema Solar

  • Sedna: na época da descoberta foi descrito como o objeto mais distante e frio já observado. Ele é classificado como detached object (objeto desacoplado), pois ele não sofre influência da gravidade de Netuno devido a sua distância, então parece estar “desacoplado” do Sistema Solar. Para se ter uma ideia, Sedna completa uma volta no Sol a cada 11.400 anos
  • Orcus: possuindo uma grande lua e sendo parecido com Plutão, Orcus já é considerado por alguns astrônomos como um planeta anão, apesar de a IAU ainda não ter o reconhecido como tal. Ele é classificado como um plutino, um objeto que tem órbita ressonante com Netuno.
  • Quaoar: apesar de ter sido observado “sem querer” em 1954, a sua descoberta só ocorreu em 2002. Ele é classificado como um objeto cubewano (não é controlado pela gravidade de Netuno), e o interessante sobre Quaoar é que há evidências de formação de cristais de gelo na sua superfície, indicando que em algum ponto de sua história ele teve altas temperaturas, provavelmente devido a criovulcanismo.
  • Vesta: candidato mais provável dentre os objetos no Cinturão de Asteróides (aquele mais interno, entre Marte e Júpiter), Vesta é uma enorme rocha que provavelmente possui um núcleo diferenciado. Ele é tão grande que nas melhores condições de observação pode ser visto a olho nu daqui da Terra (magnitude 3,2). Não seria legal ter mais um planeta anão nas entranhas do Sistema Solar?

Imagem do asteróide Vesta obtida pela sonda Dawn. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Comparação entre tamanho, cor e albedo entre objetos transnetunianos. Crédito: Eurocommuter, Kjoonlee e Chesnok na Wikipedia.

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