Astrofísicos provam que satélites de Saturno são "filhotes" de seus anéis

Os pequenos satélites que orbitam Saturno são antigos, mas revelam características de satélites jovens. Como explicar isso?

taniager

14 Junho 2010 | 11h18

Pequenos satélites de Saturno fotografados pela missão Cassini. Crédito: cortesia de Cassini NASA/JPL/SSI

Pequenos satélites de Saturno fotografados pela missão Cassini. Crédito: cortesia de Cassini NASA/JPL/SSI

Os pequenos satélites que orbitam Saturno são antigos, mas revelam características de satélites jovens. Como explicar?

Equipe de astrofísicos da Universidade Paris Diderot, França, em cooperação com o instituto francês CEA-IRFU, o centro de pesquisa CNRS, a Universidade de Nice Sophia-Antipolis, Observatoire de la Côte d’Azur / INSU e a Universidade de Cambridge, Inglaterra, realizou uma simulação numérica do processo de formação de satélites de Saturno com dados enviados pela sonda Cassini. Ela descobriu que estes pequenos satélites, muito diferentes do sistema de anéis do planeta, começaram e ainda prosseguem em sua “acresção” (ou acumulação), embora tenham sido formados juntamente com os planetas do Sistema Solar há pelo menos 4,5 bilhões de anos atrás. O resultado da pesquisa foi divulgado pelo Centre national de la recherche scientifique (CNRS) nesta sexta-feira, dia 12.

Localizados perto do exterior do cinturão principal, os pequenos satélites Pan, Atlas, Prometeu, Pandora, Janus e Epimeteu são identificados por sua forma alongada. Os anéis densos de Saturno (descobertos por Galileu) se distanciam de 70 mil a 138 mil quilômetros do planeta. Seus satélites que orbitam um pouco além desta distância, entre 138 mil e 150 mil quilômetros, são bem distintos do sistema de anéis.


As observações feitas através da Cassini intrigam os cientistas por duas razões. Por um lado, sabe-se que a miríade de pequenos satélites está agora relativamente próxima de Saturno. Se a distância até o planeta dobra a cada dez milhões de anos, devido à interação com os anéis, como estes satélites poderiam ser tão antigos e estarem a uma distância tão pequena do planeta?

Por outro lado, eles são muito brilhantes, de uma cor espectral semelhante a dos anéis, que são feitos de gelo de água altamente reflexivo. Como então eles se mantêm tão “limpos” se ao longo de tanto tempo eles foram, com certeza, bombardeados por meteoritos que escurecem a superfície de corpos do Sistema Solar?

Se satélites tão “claros” e tão próximos de seus planetas são muito mais jovens, qual seria a origem e como seriam formados os satélites de Saturno?

Borda dos anéis de Saturno a 138.700 km de distância do planeta. Crédito: cortesia de Cassini NASA/JPL/SSI

Borda dos anéis de Saturno a 138.700 km de distância do planeta. Crédito: cortesia de Cassini NASA/JPL/SSI

O estudo dos astrofísicos esclareceu esse mistério, graças a uma simulação numérica da evolução fluida dos anéis e a vinculação com o processo de formação de satélites. Eles demostraram que pequenos satélites de Saturno são realmente constituídos do mesmo material dos anéis de Saturno, que se espalhou para fora espontaneamente.

Estes pequenos satélites são realmente as “extremidades” de anéis, condensadas em agregados há algumas dezenas de milhões de anos. Na verdade, os anéis de Saturno se distribuíram sob o efeito de sua viscosidade. As intensas forças de maré – interações entre o planeta e os anéis – os mantêm estáveis.  Mas eles se tornam instáveis e se condensam espontaneamente quando alcançam a zona de transcrição, denominada “limite de Roche”, a cerca de 140 mil quilômetros de distância do planeta.

Quando os anéis se expandem e cruzam essa fronteira, agregados de matéria são formados em algumas centenas de horas. Esses pequenos agregados podem se reunir e formar corpos maiores.

Os pesquisadores mostraram que esse processo foi responsável, não apenas pelas massas, tamanhos, mas também pela organização orbital dos pequenos satélites de Saturno. Este processo muito lento, ainda acontecendo na borda externa dos anéis, também explica igualmente a baixa densidade e a composição química destes satélites, que são semelhantes aquelas dos anéis.

“Este novo mecanismo de formação de satélites poderá ter outras aplicações no resto do Sistema Solar: a nossa Lua pode ter se formado de maneira muito similar, por exemplo, a partir do disco proto-lunar”, diz Sébastien Charnoz do laboratório AIM Paris Saclay. “Este trabalho mostra que o processo de formação de novos objetos não foi concluído dentro do sistema solar, e na borda dos anéis principais de Saturno. Neste momento, corpos estão nascendo.

O mesmo processo também explica a origem do anel F de Saturno. Rico em pó e situado além dos anéis principais, a três mil quilômetros, ele se encontra entre as órbitas de Prometeu e Pandora. Este anel muito dinâmico não é mais que uma assinatura “empoeirada” neste processo.

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