Luas no Sistema Solar, parte I

Dione oculta Encélado. Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute

A definição de satélite natural é, dentro de um sistema estelar, qualquer objeto de formação rochosa que está gravitacionalmente ligado a outro objeto de maior massa (chamado de primário). Isso significa que não são apenas planetas que tem luas, mas qualquer objeto de tamanho significativo pode ter uma (ou mais). De fato, existem alguns asteróides que possuem satélites naturais, como o Ida (cuja lua se chama Dactyl). Mercúrio e Vênus são os únicos planetas do Sistema Solar que não possuem luas.

Existem três tipos de satélites naturais: aqueles formados na mesma região de colapso de matéria que o primário (normalmente possuem órbira prógrada, não inclinada e próxima ao primário); aqueles capturados pela gravidade do primário (geralmente tem forma irregular e órbita distante); e aqueles formados por processos de colisão planetária.

No Sistema Solar temos catalogadas mais de 170 luas, então falar sobre cada uma delas em apenas um post é um trabalho hercúleo. Por isso eu decidi comentar sobre as mais interessantes. A seguir, as luas são listadas com seu nome e posteriormente o nome entre parênteses do objeto a que estão gravitacionalmente ligadas.

Lua (Terra)

Cratera Tycho na Lua, fotografada pelo telescópio espacial Hubble. Crédito: NASA, ESA, D. Ehrenreich (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG)/CNRS/Université Joseph Fourier)

Você já parou para pensar por que nós enxergamos apenas uma face da Lua? Será que ela não tem rotação? O que acontece é que ela sofre um fenômeno chamado de travamento de marés (tidal lock): existe uma posição entre dois corpos celestes que causa o corpo menor “travar” a sua rotação com a rotação do corpo maior; isso não acontece apenas entre planetas e satélites, estudos mostram que planetas que orbitam muito próximos de suas estrelas também sofrem o travamento de marés.

A Lua sempre foi muito ligada a misticismos. Mas ela nada mais é do que um “pedaço” da Terra que se desprendeu após uma colisão cataclísmica em tempos remotos, pelo menos na teoria mais aceita atualmente. Estudos recentes mostraram que a Lua possui a mesma composição geológica da Terra, o que é mais um ponto positivo para esta teoria.

Outros (Terra)

O quê?! Você achava que a Terra tinha apenas a Lua? Você e a torcida do Flamengo! O que acontece é que a gravidade da Terra também pode capturar asteroides (com tamanho de alguns poucos metros), que consequentemente ficam orbitando o nosso planeta por tempos bem curtos (na escala de alguns meses ou anos). Eles são como satéltes naturais “temporários”.

Fobos e Deimos (Marte)

Conjunção de Fobos e Deimos vista em Marte, pela Mars Rover Spirit, com a constelação de Sagitário ao fundo. Em destaque no canto inferior direito está Fobos. Crédito: NASA/JPL/Cornell/Texas A&M

Esses dois satélites possuem forma irregular, sugerindo que eles são asteroides que foram capturados pela gravidade do planeta vermelho. Os nomes Fobos e Deimos significam, respectivamente, “medo” e “pânico”. Fobos faz uma órbita muito próxima do primário, resultando em uma diminuição gradual do raio orbital; estima-se que daqui a 11 milhões de anos ele irá colidir com Marte, ou então irá se despedaçar completamente, transformando-se em um anel planetário.

Dactyl (Ida)

Dactyl, fotografado pela sonda Galileu em 1993. Crédito: NASA/JPL

Esta Lua orbita o asteroide Ida, que localiza-se entre as órbitas de Marte e Júpiter, no Cinturão de Asteroides. Acredita-se que Dactyl foi formado como um fragmento do corpo Koronis e posteriormente capturado pela gravidade de Ida. Pouco se sabe sobre este objeto, e até mesmo a sua órbita ainda é uma incógnita, já que a única observação foi feita pela sonda Galileu, em 1993; Dactyl é muito pequeno (mede pouco mais de 1 km em diâmetro), e orbita muito próximo a Ida para poder ser observado por telescópios: até mesmo o Hubble não conseguiu enxergá-lo.

Io (Júpiter)

Imagem de Io obtida pela sonda Galileu em 1999. Crédito: NASA/JPL

Io é a mais interna das luas galileanas de Júpiter, facilmente visível através de um telescópio aqui na Terra. Na imagem acima, é possível perceber uma série de manchas escuras sobre a superfície do satélite, que na verdade são vulcões! Io é considerado o objeto mais geologicamente ativo do Sistema Solar, com seus mais de 400 vulcões. Enquanto aqui na Terra eles expelem magma, em Io os vulcões ejetam plumas e nuvens de enxofre e ácido sulfúrico, e por isso o seu solo é coberto por uma camada desses materiais: é o enxofre na superfície de Io que lhe confere essa estranha cor amarelada. Legal, não? O vulcanismo dessa lua se deve ao aquecimento provocado pela ressonância com Júpiter e as outras luas galileanas, e toda essa atividade não permite a identificação de crateras no solo, algo parecido com o que ocorre na Terra.

Europa (Júpiter)

Imagem da lua Europa obtida pela sonda Galileu. Crédito: NASA/JPL

Mais um das luas galileanas, Europa também pode ser vista com facilidade através de um telescópio, mas vai ser impossível ver esses belos e estranhos desenhos na sua superfície. Esses traços são na verdade enormes estruturas no solo: fraturas causadas pela erupção de gelo (?!), expondo as camadas mais quentes da superfície. Assim como era de se esperar, Europa é composta basicamente por gelo, mas estudos recentes do campo magnético da lua sugerem que há um oceano abaixo da superfície, com aproximadamente 100 km de profundidade. Se isso for verdade, Europa tem mais água que a Terra!

Tudo isso obviamente levanta a pertinente questão sobre a existência de vida no local. De fato, as altas temperaturas causadas pela aceleração de marés permite que um eventual oceano subsuperficial permaneça constantemente em estado líquido, um dos elementos essenciais ao surgimento da vida como conhecemos. Por essas e outras, Europa é atualmente o melhor candidato para a procura por vida extraterrestre e potencial de habitabilidade no Sistema Solar. Aqui na Terra, o fundo dos oceanos é altamente populado por criaturas filtradoras e outros seres simples, mesmo em condições inóspitas (altas pressões e temperaturas, baixa luminosidade e alta concentração de metano).

Ganímedes (Júpiter)

Imagem da lua Ganímedes obtida pela sonda Galileu. Crédito: NASA/JPL

Esta lua galileana é o maior satélite natural do Sistema Solar: ele é 8% maior que o planeta Mercúrio, mas possui apenas 45% de sua massa; isso se deve principalmente ao fato de Ganímedes ser constituído em grande parte por gelo, um material bem mais leve do que as rochas que compõem Mercúrio. Assim como acontece em Europa, acredita-se que haja um oceano encravado entre as camadas de gelo do satélite, mas não é tão vasto quanto o do outro. Por mais estranho que seja imaginar isso, a superfície da Ganímedes aparentemente foi esculpida por criovulcanismo, no qual o agente é a água líquida, ao invés do magma no vulcanismo terrestre.

Apesar de o crédito da descoberta de Ganímedes ser constantemente dado a Galileu Galilei, registros astronômicos chineses datados de 365 a. C. sugerem que ele tivesse sido observado a olho nu pelo astrônomo Gan De.

Calisto (Júpiter)

Imagem da lua Calisto, obtida pela sonda Galileu. Crédito: NASA/JPL

Particularmente, eu acho Calisto um dos objetos mais bonitos do Sistema Solar. Desde que eu era criança, me encantava com essas manchas brilhantes na sua superfície: pareciam pequenas luzes espalhadas sobre uma superfície escura, como se fossem cidades extraterrestres. Mas na verdade, não passam de crateras! É tanta cratera, que a superfície do satélite já está próxima da saturação, ou seja, qualquer outro objeto que cair sobre a superfície vai acabar criando um cratera sobre outra pré-existente. Isso sugere que o solo atual da lua é bastante velho (não sofre alterações por vulcanismo ou tectonismo há muito tempo). Acredita-se que também haja um oceano subsuperficial em Calisto (virou moda já né?), mas ele não seria aquecido através de aceleração de marés, mas sim por radioatividade, diminuindo drasticamente a chance de se encontrar vida microbiana no local.

E vou encerrar por aqui esta parte da viagem pelas luas do Sistema Solar. Algum dia (não sei quando!) vou postar a segunda parte e talvez uma terceira depois. Ainda tem muitas luas para explorar, principalmente as de Saturno, então fique ligado!

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2 Respostas para “Luas no Sistema Solar, parte I

  1. Oi, Léo. Estava aqui na internet fazendo um pouco de pesquisa voluntária e vi seu blog. Bem, eu até conheço um ou outro físico, mas nenhum astrofísico. Acho que talvez você poderia me ajudar com algumas dúvidas:
    1- Se um planeta rochoso, semelhante à terra, possuísse duas luas, como as forças de maré atuariam? Seria muito simplista dizer que quando elas estivessem em hemisférios opostos as forças se subtraíssem e então se somassem em super marés quando estivessem do mesmo lado? Ou eu teria que deduzir a força de maré sendo Força G1 + – Força G2 – Força Centrífuga?
    2- Se um planeta como a terra possuísse uma lua geoestacionária (pelo limite de Roche é possível até que a nossa Lua o fosse), as forças de marés seriam significativamente maiores. Até que ponto é possível imaginar o que aconteceria? A nossa Lua, na posição de órbita geoestacionária provocaria força de maré cerca de 1000 vezes mais forte. Isso seria o suficiente para deformar corpos sólidos na Terra. A maré seria imperceptível pela ausência de movimento relativo? Que tipo de mudanças veríamos devido às marés causadas por uma lua tão próxima, mesmo que menor do que nossa lua?
    Caso queira responder por email, o meu é [editado]

    • Vou tentar responder suas perguntas em um post nesta semana (talvez na sexta, pois estou bastante atarefado), então fique ligado. Ah sim, eu editei seu comentário para não aparecer seu email publicamente.

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