OBJETOS TRANSNETUNIANOS

Prof. Renato Las Casas(24/03/04)

O Sistema Solar

        No início, pensávamos que a Terra fosse plana!

        Essa foi a concepção do homem comum até a idade média. Ainda hoje encontramos adultos que pensam assim. Não é difícil encontrarmos pessoas que "sabem" que a Terra é redonda, mas não estão convencidas disso.

        Muito antes de Cristo, porém, já havíamos descoberto que o nosso mundo é uma esfera! Aristóteles já argumentava a favor da "Terra Redonda". Erastóstenes (273 a.C), com base em seus conhecimentos astronômicos, chegou a medir a circunferência da Terra e errou muito pouco (~10%).

        A primeira concepção mais elaborada de um sistema planetário foi proposta por Ptolomeu (120-180). Era um sistema geocêntrico. A Terra ficava no centro com a Lua, o Sol e os planetas conhecidos até então (os visíveis a olho nú), a rodeando ao longo de órbitas circulares. (O céu era tido como lugar das coisas perfeitas. A circunferência era considerada uma figura perfeita!)

        Ptolomeu observava o céu com meticulosidade. Para explicar fenômenos tais como a variação da velocidade de um determinado planeta em relação às estrelas de fundo, incluindo a mudança, de tempos em tempos, no sentido desse movimento (movimento retrógrado), Ptolomeu foi refinando o seu modelo (surgiram aí os epiciclos; deferentes; etc.), mas sempre com a Terra no centro e as órbitas dos demais astros traçadas a partir de circunferência perfeitas!

        Foi Copérnico (1473-1543) quem tirou a Terra do centro do Universo! Segundo ele o Sol ficava no centro com Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno (nessa ordem) rodeando-o ao longo de órbitas (ainda) perfeitamente circulares. O movimento diário das estrelas e planetas era devido simplesmente ao movimento de rotação da Terra em torno de seu próprio eixo.

        Kepler (1571-1630) aprimorou o modelo de Copérnico. As órbitas dos planetas passaram a ser consideradas elípticas, com o Sol em um dos focos. Assim sendo, um determinado planeta se aproxima e se afasta periodicamente do Sol. No modelo de Kepler, ao se aproximar do Sol o planeta aumenta a sua velocidade e ao se afastar, diminui. Além disso, quanto maior o raio médio da órbita de um planeta, mais tempo ele levará para dar uma volta completa em torno do Sol. Kepler equacionou tudo isso!

Descobertas

        Antes da invenção do telescópio no início do século XVII, acreditávamos que todo o universo consistia apenas da Terra, Sol, Lua, Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter, Saturno e os "visitantes" cometas. As estrelas eram como que uma "moldura" do universo.

        Galileu descobriu as quatro maiores luas de Júpiter (chamadas de "galileanas") em 1610. Até o final do século XVII também foram descobertas cinco luas de Saturno.

        No século XVIII foram descobertos apenas cinco objetos (não incluindo cometas); todos eles por William Herschel. Foram eles: Urano (1781); duas luas de Urano e outras duas luas de Saturno.

        No século XIX foram descobertos Netuno (1846); uma de suas luas; uma lua de Júpiter; duas de Saturno; duas de Urano e duas de Marte.

        No século XX teve início uma "explosão" de descobrimentos. Já antes da "era espacial" haviam sido descobertos Plutão (1930); a sua lua Caronte; oito luas de Júpiter; uma de Urano; uma de Netuno; uma de Saturno e milhares de cometas e asteróides.

Oort e Kuiper

        Em meados do século passado foram elaboradas teorias que previam vastas regiões de objetos transnetunianos (pra lá da órbita de Netuno).

        Em 1950, a partir de análise das órbitas dos cometas, Jan Hendrik Oort (1900-1992) propôs o modelo atualmente aceito para a origem dos cometas de longo período (mais que 200 anos; têm órbitas em planos com as mais variadas inclinações em relação ao plano das órbitas dos planetas). Segundo Oort, existe uma imensa "nuvem" de núcleos cometários orbitando o Sol, em órbitas aproximadamente circulares, a distâncias que variam de 30.000 UA a mais de 60.000 UA do Sol (1 UA = distância média Terra-Sol ~ 150 milhões de Km). Seriam mais de um trilhão de objetos, dos mais variados tamanhos.

        Quando perturbados esses objetos começariam um movimento de "queda" pras regiões internas do Sistema Solar (adquiririam órbitas bastante elípticas; indo e voltando das regiões externas às regiões internas de nosso sistema), tornando-se assim cometas de longo período.

        Essa "nuvem" é chamada de "Nuvem de Oort".

        Até os anos 70, acreditávamos que os cometas de curto período (menos que 200 anos; suas órbitas estão contidas em planos coincidente ou próximos ao plano das órbitas dos planetas) haviam sido cometas de longo período que tiveram suas órbitas modificadas por passarem suficientemente próximos de algum planeta. Estudos detalhados (simulações numéricas) mostraram que essa teoria não poderia se aplicar a grande número dos cometas observados.

        Já em 1951, Gerard Peter Kuiper (1905-1973) havia proposto serem os cometas de curto período oriundos de uma região plana, coincidente com o plano das órbitas dos planetas, com início logo após a órbita de Netuno (aproximadamente 30 UA do Sol) e se extendendo até aproximadamente 100 UA. Esse é o modelo atualmente aceito para a origem dos cometas de curto período. Essa "arruela" de núcleos cometários é hoje chamada de "Cinturão de Kuiper".

        Estima-se que o Cinturão de Kuiper seja constituído por volta de 10.000 objetos com mais de 300 Km de diâmetro; 35.000 com mais de 100 Km; 3.000.000 com mais de 30 Km; etc. de diâmetro; 35.000 com mais de 100 Km; 3.000.000 com mais de 30 Km; etc.

Detectando Transnetunianos

        A Nuvem de Oort e o Cinturão de Kuiper existem realmente ou no futuro veremos que não passam de "teorias furadas"? Já foram detectados objetos nessas regiões?

        Desenvolvimentos das teorias de Oort e Kuiper têm nos levado a acreditar cada vez mais na existência dessas duas estruturas de nosso sistema planetário. Devido a grande distância dos objetos da Nuvem de Oort ao Sol e a nós, ainda não foi possível a detecção de seus objetos; mas já foram observados mais de 800 objetos do Cinturão de Kuiper.

        A primeira detecção de um objeto do Cinturão de Kuiper ocorreu em 30 de agosto de 1992, feita pelo Observatório de Mauna Kea (Universidade do Hawaí). O objeto descoberto, com 283 Km de diâmetro, recebeu o nome de 1992QB1.

        Não é fácil detectarmos objetos transnetunianos. Não apenas por seus pouco brilho, como também por se moverem muito vagarosamente em relação às estrelas de fundo (quanto maior o raio da órbita de um corpo, mais lento o seu movimento orbital). Alguns dos principais telescópios do mundo têm dedicado parte de suas observações à procura de objetos transnetunianos; inclusive o Telescópio Espacial Hubble.

        Vemos abaixo duas imagens feitas pelo "Hubble" de uma mesma região (muitíssimo ampliada) do céu. O intervalo de tempo entre cada imagem foi de quase duas horas. O círculo tracejado realça a presença de um pequeno objeto que se move em relação às estrelas de fundo. Nessas imagens, uma galáxia ("mancha no canto superior direito) e uma estrela ("mancha" no canto inferior direito) nos serve de referência. A linha tracejada  corresponde à possível órbita desse objeto, que é compatível com a órbita de um objeto do Cinturão de Kuiper.

        Em 2002 o Hubble participou da descoberta do "Quaoar", apontado então como o maior objeto do Sistema Solar descoberto desde Plutão, em 1930. Sua descoberta  foi feita pelo Observatório Palomar e confirmada pelo Hubble. O seu diâmetro foi estimado em 1.280 Km e sua órbita, com período de 288 anos está toda contida no Cinturão de Kuiper.

        Já foram descobertos seis objetos do Cinturão de Kuiper com diâmetro superior a 1.000 Km. O "record" do Quaoar de maior objeto do Sistema Solar descoberto depois de Plutão já foi quebrado duas vezes.

        Em fevereiro de 2004 foi anunciada a descoberta de outro membro do Cinturão de Kuiper; o 2004DW. A sua descoberta foi feita pela mesma equipe que descobriu o Quaoar, usando o telescópio "Samuel Oschim" do Observatório Palomar. O seu diâmetro, ainda não tão bem determinado como o do Quaoar, foi estimado em 1600Km e a sua órbita, também inteiramente contida no Cinturão de Kuiper, é bem próxima da órbita de Plutão.

        Poucos dias depois, em março de 2004, foi anunciada a descoberta de um objeto ainda maior; o Sedna. O seu diâmetro ainda não está bem determinado, podendo ultrapassar os 2.000 Km (atualmente o valor mais aceito é de 1.800 Km); existem evidências de uma pequena lua orbitando-o.

         Embora tenha sido descoberto no Cinturão de Kuiper, o Sedna tem órbita muito elíptica, indo além do limite superior considerado dessa região. O seu período foi estimado em 10.500 anos. Mesmo estando perto de seu perihélio (que alcançará daqui 72 anos) ele é o objeto mais distante já visto no Sistema Solar.

        Também o Sedna foi visto a primeira vez pela mesma equipe de descobridores do Quaoar e 2004DW, a partir do Observatório Palomar, em novembro de 2003. A sua confirmação foi feita pelos telescópios espaciais "Spitzer" e "Hubble" e anunciada pela NASA dia 15 de março passado.

       

Novos Planetas?

        Seriam o Sedna, o 2004DW, o Quaoar, etc. planetas recém descobertos?

        Se esses objetos fossem descobertos na época do descobrimento de Plutão, certamente eles seriam considerados planetas. Se Plutão fosse descoberto hoje, certamente ele seria considerado apenas mais um objeto transnetuniano (o maior objeto até hoje descoberto do Cinturão de Kuiper).

        Segundo a definição atualmente mais aceita pelos astrônomos, planeta é um objeto cuja massa é maior que a massa somada de todos os outros objetos com órbitas próximas à sua.

        A Terra é um planeta, pois a sua massa é muito superior às massas somadas da Lua e demais cometas, asteróides e meteoróides que nos visitam. Os objetos do Cinturão de Kuiper não são planetas pois todos eles têm massa muito inferior a metade da massa de todo o Cinturão. O mesmo raciocínio é válido para os objetos da pretensa Nuvem de Oort.   

 

 


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