Espere um minuto. Por que nenhuma das luas do Sistema Solar tem anéis? : Alerta Ciência

Temos muitas luas estranhas no Sistema Solar. Temos luas quentes e luas frias. Há uma lua com líquido e muitas luas empoeiradas. Um planeta tem um lua de nogueirae outro tem luas de batata.

Mas das quase 300 luas encontradas até hoje, nem um único é uma lua anelada.

Na verdade, isso é estranho.

Dos oito planetas do Sistema Solar, metade tem anéis de poeira e gelo orbitando o seu equador. Acredita-se que Marte já teve um anel. Alguns dos planetas anões têm anéis (embora às vezes os astrônomos não consigam descobrir como). Até alguns asteróides têm anéis.

Foi enquanto estudava a noção de luas aneladas fora do Sistema Solar – apelidadas cronomoons – que esta questão começou a incomodar o astrofísico Mario Sucerquia, da Universidade Adolfo Ibáñez, no Chile, e seus colegas.

“Se os planetas gigantes do nosso Sistema Solar têm anéis, e se os centauros (asteróides além da órbita de Júpiter) e os objetos transnetunianos também os têm, por que as luas do Sistema Solar não têm anéis?” Sucerquia explicou ao WebCuriosos.

“Esta ausência parecia contra-intuitiva dada a prevalência de anéis noutros locais, por isso queríamos explorar se poderia haver razões dinâmicas subjacentes que impedissem a formação de anéis ou a estabilidade a longo prazo em torno das luas.”

Ainda não detectamos uma lua fora do Sistema Solar, mas Sucerquia e seus colegas levantaram a hipótese em 2021 de que deveria haver uma sistema de anel grande o suficientepoderia concebivelmente bloquear a luz das estrelas o suficiente para se tornar conhecido.

Mas então ocorreu-lhes que nunca tínhamos visto uma lua com anéis – abrindo a possibilidade muito real de que eles não pode existir.

Bem, quando você é um astrônomo com perguntas e ferramentas de simulação à sua disposição, só há uma coisa a fazer: você cria pequenos modelos de sistemas cósmicos e estuda o que acontece quando você os coloca em movimento.

Agora, há muita matéria-prima a partir da qual anéis poderiam se formar em torno de diferentes luas do Sistema Solar. Alguns estão cobertos de crateras; a poeira ejetada durante o impacto pode formar um anel. Outros ejetam vapor ou gás. Então não há problema aí.

Esperando a influência gravitacional de a luaseu planeta hospedeiro e possivelmente outras luas poderiam ser muito poderosas para que os anéis se estabelecessem, os pesquisadores projetaram e realizaram testes usando Simulações de N corpos.

“Por exemplo, Encélado, uma lua de Saturno com atividade geológica significativa, ejeta vapor de água, partículas de gelo e gases de gêiseres em sua região polar sul. Em vez de formar um anel ao redor da lua, esse material é transferido para a órbita do planeta devido a interações intensas com luas vizinhas, alimentando o anel E de Saturno”, explicou Sucerquia.

“Em outras palavras, enquanto as luas geram parte da matéria-prima para os anéis, o ambiente circundante garante que o planeta mais massivo a retenha, evitando a formação de anéis ao redor das próprias luas”.

Até o momento, a NASA registra 293 luas em órbita ao redor dos planetas em nosso Sistema Solar, a maioria dos quais atende Júpiter e Saturno. Existem também luas orbitando planetas anões e até asteróides.

Sucerquia e a sua equipa conceberam as suas simulações para imitar as luas que podem ser encontradas em torno dos corpos do Sistema Solar, desde a Terra com a sua única lua até aos satélites maiores de Júpiter e Saturno, ao longo de um milhão de anos de evolução. Eles queriam estudar a estabilidade destes objetos, o seu ambiente gravitacional, possíveis sistemas de anéis e como eles mudaram ao longo do tempo.

E os resultados não foram nada do que os pesquisadores esperavam.

“Inicialmente esperava que os anéis fossem completamente instáveis, o que teria respondido diretamente à questão. No entanto, ao contrário das nossas expectativas, descobrimos que estas estruturas eram bastante estáveis ​​em muitos casos”, disse Sucerquia.

“Na verdade, já havíamos demonstrado num artigo anterior que luas isoladas podem ter anéis estáveis, mas não previmos que luas num ambiente gravitacional hostil, com muitas outras luas e planetas perturbando os seus anéis, ainda manteriam a estabilidade. A surpresa veio quando percebemos que esses ambientes hostis, em vez de destruir os anéis, na verdade os dotaram de grande beleza, criando estruturas como lacunas e ondas, semelhantes às observadas nos anéis de Saturno.”

Existem algumas características nas luas do Sistema Solar que indicam a existência passada de anéis. As simulações apoiam sugestões que Destroços encontrados orbitando a lua de Saturno, Rhea poderiam ser os últimos remanescentes do que já foi um sistema de anel completo. E a lua de Saturno, Jápeto, tem uma crista equatorial que pode ser os restos de um anel que caiu a luano momento em que os anéis de Saturno estão chovendo lentamente no gigante gasoso.

Estas descobertas sugerem que a razão pela qual não vemos anéis lunares no Sistema Solar é porque simplesmente não estávamos no lugar certo na hora certa. A pressão da radiação do Sol, os campos magnéticos, o aquecimento interno e o plasma magnetosférico contribuíram para a perda de quaisquer anéis lunares que já existiram, dizem os pesquisadores.

“Acredito que podemos ter tido algum azar neste aspecto, pois começámos a observar o Universo durante um período em que estas estruturas já não estão presentes. Depois de realizar este estudo, estou convencido de que estes anéis provavelmente existiram no passado,” disse Sucerquia. .

Isso é meio deprimente. Mas muito plausível. Estudos sugerem que a única razão pela qual vemos os anéis de Saturno é porque estamos no lugar certo na hora certa. Só vemos os eclipses que fazemos pelo mesmo motivo; a Lua está se afastando da Terra e com o tempo estará muito longe para bloquear completamente o Sol.

Os investigadores acreditam que outras simulações que incluam mais parâmetros, como pressão de radiação e campos magnéticos, poderão ajudar-nos a compreender mais detalhadamente a falta de anéis lunares. Deveríamos também, sugeriu Sucerquia, estudar as luas com mais cuidado, procurando evidências passadas de anéis, como a crista de Jápeto.

Entretanto, ele e os seus colegas estão a alargar a sua pesquisa, à procura de luas aneladas que possam estar a orbitar mundos alienígenas que orbitam estrelas alienígenas.

“Não posso deixar de me perguntar sobre a mitologia e as histórias que podem surgir dos habitantes de outros mundos onde as suas luas têm anéis”, disse ele ao WebCuriosos. “Quão diferentes seriam as nossas próprias histórias e cultura se a nossa Lua tivesse anéis? As possibilidades são infinitas.”

A pesquisa foi aceita em Astronomia e Astrofísica e está disponível em arXiv.