Quando pensamos em sistemas de anéis, o que naturalmente vem à mente são planetas como Saturno. Seus anéis bonitos são certamente os mais conhecidos, mas eles não são o único planeta em nosso Sistema Solar a possuí-los. Enquanto o Viajante missões demonstradas, todo planeta no sistema solar externo - de Júpiter a Netuno - tem seu próprio sistema de anéis. E, nos últimos anos, os astrônomos descobriram que mesmo certos planetas menores - como os asteróides Centauro 10199 Chariklo e 2006 Chiron - também os têm.
Esta foi uma descoberta bastante surpreendente, uma vez que esses objetos têm órbitas tão caóticas. Dado que seus caminhos pelo Sistema Solar são freqüentemente alterados pela poderosa gravidade de gigantes gasosos, os astrônomos naturalmente se perguntam como um planeta menor poderia reter um sistema de anéis. Mas, graças a uma equipe de pesquisadores da Universidade Estadual de São Paulo, no Brasil, podemos estar próximos de responder a essa pergunta.
Em um estudo intitulado "Os anéis de Chariklo sob estreitos contatos com os planetas gigantes", publicado recentemente em The Astrophysical Journal, eles explicaram como construíram um modelo do Sistema Solar que incorporava 729 objetos simulados. Todos esses objetos tinham o mesmo tamanho de Chariklo e tinham seu próprio sistema de anéis. Eles então examinaram como a interação com a gigante gasosa os afetou.
Para resumir, os Centauros são uma população de objetos dentro do nosso Sistema Solar que se comportam como cometas e asteróides (daí o nome dos animais híbridos da mitologia grega). 10199 Chariklo é o maior membro conhecido da população Centauro, um possível ex-objeto Trans-Netuniano (TNO) que atualmente orbita entre Saturno e Urano.
Os anéis em torno deste asteróide foram notados pela primeira vez em 2013, quando o asteróide sofreu uma ocultação estelar. Isso revelou um sistema de dois anéis, com um raio de 391 e 405 km e larguras de cerca de 7 km 3 km, respectivamente. As características de absorção dos anéis mostraram que eles eram parcialmente compostos por gelo de água. A esse respeito, eles eram muito parecidos com os anéis de Júpiter, Saturno, Urano e outros gigantes gasosos, compostos em grande parte por água gelada e poeira.
Isto foi seguido por descobertas feitas em 2015 que indicaram que Quíron 2006 - outro grande Centauro - poderia ter um anel próprio. Isso levou a especulações adicionais de que pode haver muitos planetas menores em nosso Sistema Solar que possuem um sistema de anéis. Naturalmente, isso foi um pouco desconcertante para os astrônomos, pois os anéis são estruturas frágeis que se pensava serem exclusivas dos gigantes de gás do nosso Sistema.
Como o professor Othon Winter, pesquisador principal da equipe de São Paulo, disse à Space Magazine por e-mail:
“No começo, foi uma surpresa encontrar um centauro com anéis, já que os centauros têm órbitas caóticas vagando entre os planetas gigantes e tendo frequentes encontros próximos com eles. No entanto, mostramos que na maioria dos casos o sistema de anéis pode sobreviver a todos os encontros próximos com os planetas gigantes. Portanto, centauros com anéis podem ser muito mais comuns do que pensávamos antes. ”
Para o estudo, Winter e seus colegas consideraram as órbitas de 729 clones simulados de Chariklo enquanto eles orbitavam o Sol ao longo de 100 milhões de anos. A partir disso, Winter e seus colegas descobriram que cada Centauro teve uma média de cerca de 150 encontros próximos com um gigante de gás, dentro de um raio de Hill do planeta em questão. Como Winter descreveu:
“O estudo foi realizado em duas etapas. Primeiro, consideramos um conjunto de mais de 700 clones de Chariklo. Os clones tinham trajetórias iniciais que eram ligeiramente diferentes de Chariklo para fins estatísticos (já que estamos lidando com trajetórias caóticas) e simularam computacionalmente sua evolução orbital para frente no tempo (para ver o futuro) e também para trás no tempo (para ver o passado). Durante essas simulações, arquivamos as informações de todos os encontros próximos (muitos milhares) que tiveram com cada um dos planetas gigantes. ”
“Na segunda etapa, realizamos simulações de cada um dos encontros próximos encontrados na primeira etapa, mas agora incluindo um disco de partículas ao redor de Chariklo (representando as partículas do anel). Depois, no final de cada simulação, analisamos o que aconteceu com as partículas. Quais foram removidos de Chariklo (escapando de seu campo gravitacional)? Quais foram fortemente perturbados (ainda orbitando em torno de Chariklo)? Quais não sofreram nenhum efeito significativo? ”
No final, as simulações mostraram que em 90% dos casos, os anéis dos Centauros sobreviveram a seus encontros íntimos com gigantes de gás, enquanto foram perturbados em 4% dos casos e foram retirados apenas 3% das vezes. Assim, eles concluíram que, se existe um mecanismo eficiente que cria os anéis, é forte o suficiente para permitir que os centauros os mantenham.
Mais do que isso, suas pesquisas parecem indicar que o que foi considerado único para certos corpos planetários pode realmente ser mais comum. "Ele revela que nosso Sistema Solar é complexo, não apenas como um todo ou para grandes corpos", disse Winter, "mas mesmo corpos pequenos podem mostrar estruturas complexas e evolução temporal ainda mais complexa".
O próximo passo para a equipe de pesquisa é estudar a formação de anéis, o que poderia mostrar que eles realmente os pegaram nos próprios gigantes do gás. Mas, independentemente de onde eles vêm, está ficando cada vez mais claro que Centauros como 10199 Chariklo não estão sozinhos. Além do mais, eles não vão desistir de seus anéis tão cedo!
