Crédito: Southwest Research Institute.
Terá existido nos primórdios do sistema Solar um quinto planeta gigante? De acordo com um estudo recentemente publicado, muito provavelmente sim.
O Sistema Solar deve ter passado por períodos verdadeiramente caóticos nos primeiros 600 milhões de anos após o seu nascimento. As evidências estão espalhadas por toda a parte, desde o registo de impactos em Mercúrio e na Lua até à actual configuração da Cintura de Kuiper.
Os modelos de formação do Sistema Solar actualmente aceites sugerem que no início as órbitas dos quatro planetas gigantes se encontravam muito mais próximas do Sol, a menos de 15 UA. Estudos da interacção dos gigantes gasosos com o disco protoplanetário mostram que Júpiter, Saturno, Neptuno e Úrano deverão ter migrado para as suas posições actuais devido a instabilidades dinâmicas nas suas órbitas, que terão emergido de ressonâncias orbitais entre os pares mais próximos. O resultado seria a dispersão de planetesimais para o interior e para o exterior do Sistema Solar, terminando alguns em rotas de colisão com os pequenos planetas interiores, incluindo a Terra e a Lua.
Apesar destes modelos explicarem com sucesso muitas das características actuais do Sistema Solar, apresentam um problema fundamental: a lenta migração da órbita de Júpiter para o interior do Sistema Solar, devido à interacção com planetesimais, conduziria à destabilização das órbitas dos pequenos planetas interiores.
Focado neste problema, David Nesvorny do Southwest Research Institute gerou várias simulações de computador dos primórdios do Sistema Solar. Numa primeira fase, testou o efeito de uma mudança mais rápida da órbita de Júpiter por interacções gravitacionais com Úrano e Neptuno. Observou que apesar do gigante exercer uma influência mais fraca nas órbitas dos pequenos planetas interiores, provocaria uma ejecção de Úrano, Neptuno, ou dos dois planetas para longe da influência gravitacional do Sol.
Para contornar este desfecho, Nesvorny adicionou ao modelo um quinto planeta gigante semelhante a Úrano e a Neptuno. O que verificou foi surpreendente. É dez vezes mais provável produzirem-se análogos ao actual Sistema Solar com uma configuração inicial que inclua cinco planetas gigantes, do que com a configuração clássica de quatro gigantes. De acordo com este novo modelo, a interacção gravitacional de Júpiter com o quinto planeta provocaria a sua expulsão para fora do Sistema Solar, e dispersaria as órbitas dos quatro gigantes sobreviventes para posições semelhantes às actualmente observadas. Entretanto, os pequenos planetas interiores, incluindo a Terra, seriam poupados à destruição.
O trabalho de Nesvorny mostra que provavelmente devemos a nossa existência a um planeta solitário em deambulação no espaço interestelar, longe da estrela que assistiu ao seu nascimento, o nosso Sol.
Podem encontrar este trabalho aqui.
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