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Telescópio Espacial Hubble Descobre Duas Luas de Plutão Dando Cambalhotas de Forma Caótica

Space Today
4 jun 2015

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Se você vivesse em uma das luas de Plutão, Nix ou Hydra, você não teria uma vida fácil, nem mesmo para programar seu despertador. Isso porque você não saberia ao certo, nem quando e nem mesmo em qual direção o Sol nasceria.

Uma análise compreensiva de todos os dados disponíveis do Telescópio Espacial Hubble mostra que duas luas de Plutão, Nix e Hydra, giram e dão cambalhotas de forma imprevisível. Os cientistas acreditam que as outras duas luas, Kerberos e  Styx, estão provavelmente na mesma situação, mas devem estudar essas outras duas luas no futuro.

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“O Hubble tem nos proporcionado uma nova visão de Plutão e de suas luas, revelando uma dança cósmica com um ritmo caótico”, disse John Grunsfeld, administrador associado do Science Mission Directorate da NASA em Washingotn. “Quando a sonda New Horizons vor pelo sistema de Plutão em Julho de 2015, nós teremos a chance de ver essas luas bem de perto”.

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E por o caos? Isso acontece pelo fato das luas estarem mergulhadas dentro de campo gravitacional que muda dinamicamente causado por dois corpos centrais, Plutão e Caronte, orbitando um ao outro. O campo gravitacional variável induz torques que mandam as luas menores para caminhos imprevisíveis e dando cambalhotas. Esse torque é fortalecido pelo fato das luas terem uma forma ovalada e não esférica.

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Os resultados surpreendentes da pesquisa realizada com o Hubble e conduzida por Mark Showalter do Instituto SETI em Mountain View na Califórnia e por Doug Hamilton da Universidade de Maruland em College Park, estão publicados na edição de 4 de Junho da revista Nature.

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“Antes das observações do Hubble ninguém apreciava a intrigante dinâmica do sistema de Plutão”, disse Showalter. “Nosso estudo fornece importantes novas variáveis na sequência de eventos que levaram a formação do sistema”.

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O monitoramento realizado pelo Hubble nas quatro luas mais externas de Plutão tem revelado também que três delas, Niz, Styx e Hydra, estão atualmente travadas numa ressonância onde existe uma razão precisa entre seus períodos orbitais. “Isso faz com que as luas executem um movimento numa órbita, similar ao que acontece com as três luas de Júpiter”, conta Hamilton. “Se você estivesse sentado em Nix você veria que as órbitas de Styx e Plutão ocorrem duas vezes para cada três órbitas descritas por Hydra”.

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O Hubble fornece evidências observacionais que os satélites estão também orbitando de maneira caótica. “Contudo, isso não necessariamente significa que o sistema está na eminência de sofrer uma ruptura”, diz Showalter. “Nós precisamos saber muito mais sobre o sistema antes que possamos determinar seu destino de longo prazo”.

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Para a surpresa dos astrônomos, o Hubble também encontrou que a lua Kerberos é tão escura quanto carvão, enquanto que os outros satélites são brilhantes como areia branca. Era previsto que a poluição pela poeira emitida dos satélites e dos impactos de meteoritos deveria cobrir todas as luas, dando a elas superfícies com aparências homogêneas. “Esse é um resultado bem provocativo”, disse Showalter.

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A sonda New Horizons da NASA, que irá sobrevoar o sistema Plutão-Caronte em Julho de 2015, pode ajudar a resolver a questão da lua escura como asfalto bem como das outras estranhezas descobertas pelo Hubble. Essas novas descobertas estão sendo usadas no planejamento científico das observações que serão realizadas pela sonda New Horizons.

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O caos no sistema Plutão-Caronte, oferece ideias sobre como planetas orbitando estrelas duplas devem se comportar. “Nós estamos aprendendo que o caos pode ser algo comum em sistema binários”, disse Hamilton. “Ele pode até mesmo ter consequências para a vida em planetas nesses sistemas”. O Observatório Espacial Kepler tem encontrado alguns sistemas planetários orbitando estrelas duplas.

As pistas para o caos em Plutão vieram primeiro quando os astrônomos mediram as variações na luz refletida pelas duas luas Nix e Hydra. Seus brilhos mudavam de forma imprevisível. “Os dados eram confusos, eles não faziam sentido”, disse Showalter. Sua equipe analisou imagens de Plutão feitas pelo Hubble durante os anos de 2005 a 2012. Eles compararam as mudanças imprevisíveis na refletividade das luas com os modelos dinâmicos de corpos em rotação em campos gravitacionais complexos.

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Virtualmente todas as grandes luas, bem como as pequenas, em órbitas mais próximas, mantiveram uma de suas faces voltadas para o planeta mãe. Isso significa que a rotação dos satélites é perfeitamente ajustada com o período orbital. Isso não é coincidência, mas sim a consequência de marés gravitacionais existentes entre a lua e o planeta. Hipérion, que orbita Saturno, é o único outro exemplo do Sistema Solar com um corpo com rotação caótica, isso se deve à força gravitacional combinada do planeta e da sua maior lua, Titã.

Hipoteticamente acredita-se que as luas de Plutão se formaram pela colisão entre o planeta anão e um outro corpo de tamanho similar no início da história do Sistema Solar. A colisão expulsou material que se aglutinou na família de satélites observada hoje ao redor de Plutão. Sua grande companheira, a lua Caronte, foi descoberta em 1978. O objeto tem quase a metade do tamanho de Plutão. O Hubble descobriu Nix e Hydra em 2005, Kerberos em 2011 e Styx em 2012. Essas pequenas luas, medindo dezenas de quilômetros, foram descobertas como parte da pesquisa do Hubble para encontrar algum corpo que ameaçasse a viagem da sonda New Horizons.

Telescópio Espacial Hubble Descobre Duas Luas de Plutão Dando Cambalhotas de Forma Caótica from SpaceToday on Vimeo.

Plutão e Caronte são chamados de planeta duplo, pois eles orbitam um centro de gravidade comum que está localizado no espaço entre os dois corpos. Alguns chamam a Terra e a Lua de planeta duplo também, embora o centro de gravidade esteja abaixo da superfície da Terra. Nossa Lua tem 1/80 da massa da Terra, enquanto Caronte tem 1/8 da massa de Plutão.

Os pesquisadores dizem que uma combinação dos dados de monitoramento do Hubble, com o sobrevoo da New Horizons e com observações futuras que serão realizadas com o Telescópio Espacial James Webb poderão ajudar a resolver muitos mistérios do sistema Plutão-Caronte. Nenhum telescópio baseado na Terra será capaz de detectar as menores luas de Plutão.

“Plutão continuará a nos surpreender quando a sonda New Horizons sobrevoar o sistema em Julho”, disse Showalter. “Nosso trabalho com o telescópio Hubble apenas nos está dando um aperitivo do que poderemos encontrar”.

Fonte:

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/24/full/

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