Telescópio Hubble descobre quarta lua na órbita de Plutão

Através de dados coletados pelo telescópio espacial Hubble, cientistas estadunidenses confirmaram nesta semana a presença de mais uma lua na órbita do planeta-anão plutão, elevando para quatro o número de satélites naturais que orbitam o distante corpo gelado.

Detecção e confirmação da lua P4 ao redor de Plutão, em imagens captadas pelo telescópio Hubble em 28 de junho de 2011 e 3 de julho de 2011. (Crédito: Nasa/ESA/M. Showwalter/Seti/Apolo11.com)

Batizado temporariamente de P4, o novo satélite de Plutão foi descoberto durante uma pesquisa que tinha como objetivo a detecção de anéis ao redor do planeta-anão. De acordo com os pesquisadores, P4 tem entre 13 e 24 km de distância e é o menor objeto a orbitar Plutão. Caronte, a maior lua do sistema tem 1043 km de diâmetro enquanto Nix e Hydra têm entre 32 e 113 km.

“É impressionante como as câmeras do Hubble conseguiram detectar um objeto tão pequeno a mais de 5 bilhões de quilômetros”, disse o cientista Mark Showalter, ligado ao Instituto Seti e chefe da pesquisa que levou à descoberta de P4.

“Esta descoberta é fantástica. Agora que sabemos que existe mais um satélite poderemos planejar observações em close-up nas futuras aproximações da sonda”, disse Alan Stern, pesquisador-Chefe da missão New Horizons junto ao Southwest Research Institute.

Atual (2011) sistema de satélites de Plutão. (Crédito: Nasa/ESA/M. Showwalter/Seti/Apolo11.com)

O objetivo da New Horizons será registrar informações de Plutão, sua lua Caronte e de uma região do sistema solar conhecida por Cinturão de Kuiper. A sonda foi lançada em janeiro de 2006 e deverá entrar na órbita de Plutão em 2015. A missão está programada para durar cinco meses, mas com a descoberta do novo objeto poderá ser estendida.

P4 está localizada entre as orbitas de Nix e Hydra, também descobertas pelo telescópio espacial Hubble, em 2005. Caronte foi descoberta em 1978 pelo Observatório Naval dos EUA, mas só foi registrada como um objeto separado de Plutão em 1990, também com a ajuda do telescópio Hubble.

A primeira vez que P4 foi observado foi em 28 de junho de 2011, através da câmera grande angular 3 (Wide Field Camera 3), mas só foi confirmado em imagens subsequentes registradas em 3 e 18 de julho. De acordo com os cientistas responsáveis pela descoberta, P4 não foi observado em imagens anteriores devido ao curto tempo de exposição das fotografias. Existe uma pequena chance de P4 ter sido detectado como um ponto muito tênue em sondagens feitas em 2006, mas os frames foram ignorados por estar demasiadamente obscurecido.

Acredita-se que todo o sistema de luas de Plutão tenha se formado após a colisão do planeta-anão com um objeto de dimensões planetárias, nos primórdios do Sistema Solar. Após a colisão, milhares de fragmentos arremessados teriam se aglutinado, formando a família observada hoje em dia ao redor de Plutão.

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A Terra sem a Lua

A teoria sobre a formação da Lua mais aceita atualmente defende que o nosso satélite natural teria se originado a partir de um formidável impacto que a Terra sofreu há bilhões de anos.
Esse choque é chamado de Big Splash, e aconteceu em algum momento do período Hadeano (4,57 a 3,85 bilhões de anos atrás).

Por mais fantástica que pareça, essa hipótese consegue explicar tanto a semelhança entre as rochas lunares e terrestres quanto alguns aspectos do movimento orbital de ambos.

O gigante impacto entre esse corpo (Theia é o nome que foi dado à esse planeta) e a Terra ocasionou a vaporização total do primeiro, bem como a superfície do segundo, lançando toda água e rocha fundida na atmosfera, formando um anel similar ao de Saturno. Esse anel então se condensou e formou a Lua, que ficou presa no campo gravitacional terrestre.

A captura da Lua tranformou de maneira significativa a Terra primitiva. O periodo rotacional da Terra vem decaindo desde este evento, devido principalmente às forças de maré. Durante o período Devoniano (415 a 360 milhões de anos atrás) a duração de um dia era de 21,6 horas.

A Lua primitiva era igualmente bela e assustadora. Sua distância inicial seria inferior a 50.000 km (hoje a distância média Terra-Lua é de aproximadamente 384.000 km), tornando a Lua Cheia 15 vezes maior. E uma Lua mais próxima significa efeitos de maré muito mais elevados, o que ajudaria muito na formação da famosa “sopa primordial”: mares primitivos com alta concentração de materiais orgânicos e que poderiam ter facultado a formação da vida.

Até hoje, Terra e Lua formam um sistema planetário duplo. A rigor, são como dois planetas girando em torno de um centro comum de gravidade, situado apenas algumas centenas de quilômetros abaixo da superfície da Terra.

Encontrado robô soviético perdido na Lua há 40 anos

Os robôs soviéticos Lunokhod 1 e 2 mediam 2,3 metros de comprimento por 1,5 metro de altura. Os dois levavam uma carga extremamente preciosa para os cientistas: um refletor de laser que é um elemento essencial para pesquisas sobre a Teoria da Relatividade de Einstein.(Imagem: UCSD)

Lunokhod e seu refletor

Uma equipe de físicos e astrônomos localizou o robô soviético Lunokhod 1, enviado para a Lua na missão Luna 17, da extinta União Soviética, há mais de 40 anos.

Várias equipes de cientistas ao redor do mundo rastrearam o robô inúmeras vezes, interessados em uma carga extremamente preciosa que ele levava a bordo, um refletor de laser que é um elemento essencial para pesquisas sobre a Teoria da Relatividade de Einstein.

A sonda Luna 17 pousou na Lua no dia 17 de Novembro de 1970, liberando o Lunokhod 1, que fez suas pesquisas até o dia 14 de Setembro de 1971, quando os cientistas soviéticos perderam contato com ele.

Perdido na Lua

Nenhuma das equipes teve sucesso em localizar o robô e seu refletor, e a maioria dos cientistas havia desistido de encontrar o Lunokhod 1. Menos a equipe do Dr. Tom Murphy, da Universidade da Califórnia, em San Diego.

Suas expectativas aumentaram quando a sonda LRO, da NASA, começou a enviar imagens de alta resolução da Lua, que permitiram visualizar os restos da missão Apollo.

O Lunokhod 1 foi localizado em uma das imagens como um pequeno ponto iluminado, a quilômetros de distância de onde os cientistas procuravam, com base em cálculos que levavam em conta o local de pouso da Luna 17 e os registros dos últimos sinais de rádio enviados pelo robô.

“Acontece que estávamos procurando cerca de uma milha da posição real do robô,” disse Murphy. “Nós conseguíamos varrer apenas uma região do tamanho de um campo de futebol de cada vez. As imagens recentes da LRO, juntamente com a altimetria laser da superfície, nos deram coordenadas com precisão de 100 metros. Então tivemos que esperar apenas até termos o telescópio em boas condições de observação.”

O Lunokhod 1 foi localizado em uma das imagens da LRO como um pequeno ponto iluminado, a quilômetros de distância de onde os cientistas procuravam, com base em cálculos que levavam em conta o local de pouso da Luna 17 e os registros dos últimos sinais de rádio enviados pelo robô. (Imagem: NASA/GSFC/Arizona State University)

Refletores de laser na Lua

Os cientistas procuram por desvios na teoria da relatividade geral de Einstein medindo o formato da órbita lunar com uma precisão de um milímetro.

Isto é feito medindo o tempo que leva para que a luz de um laser disparado da superfície da Terra reflita-se em refletores ópticos deixados na Lua pelos astronautas da missão Apollo.

A temporização precisa da reflexão do laser permite o cálculo da distância e o desenho da órbita da Lua com grande precisão.

“Nós utilizamos os três refletores instalados na Lua pelas missões Apollo 11, 14 e 15,” explica Murphy, “e, ocasionalmente, o refletor a bordo do robô soviético Lunokhod 2, embora ele não funcione bem o suficiente quando está iluminado pela luz solar.”

Centro da Lua

Mas há grandes vantagens em contar com um quinto refletor, e é por isso que a busca pelo Lunokhod 1 ocupou tantos cientistas ao longo dos últimos 40 anos.

São necessários três refletores para determinar a orientação da lua. Um quarto acrescenta informações sobre a distorção imposta pelas marés, e um quinto daria informações precisas sobre o ponto no espaço equivalente ao centro da Lua.

“O Lunokhod 1, devido à sua localização, alavancaria a compreensão do núcleo líquido da Lua, e nos daria uma estimativa precisa da posição do centro da Lua, que é de suma importância para mapear sua órbita e testar a teoria da gravidade de Einstein,” explica Murphy.

As primeiras observações permitiram determinar a posição do refletor com precisão de um centímetro. Os cientistas esperam melhorar essas medições ao longo dos próximos meses, para dar a precisão necessária aos estudos da teoria da relatividade.

Titan pode ter oceano escondido

Ilustração estima constituição de Titan a partir de dados da Cassini: abaixo da superfície (amarelo), uma camada de gelo de 500km e outra mais fina (cinza clara) envolvem o que seria um oceano escondido (azul). Mais ao centro, camadas de gelo misturado a pedras.

Novos dados coletados pela NASA aumentam as suspeitas de que Titan, a maior Lua de Saturno, teria um oceano escondido sob a superfície.

O novo estudo conduzido com a nave Cassini serviu para determinar a distribuição dos materiais dentro do corpo celeste. A nave sobrevoa a lua a altitudes entre 1300 e 1900 km.

Cientistas já estimavam há tempos que Titan era formada metade por gelo e metade por rochas, mas faltavam dados gravitacionais para determinar como esses materiais estavam distribuídos.

A descoberta indica que a lua é uma mistura de gelo picado e pedras e que, somente nos 500km mais externos é que se forma uma camada de gelo livre de quaisquer rochas. No interior, essas concentrações variam. Os dados indicam que Titan se formou devagar para os padrões de uma Lua, levando cerca de um milhão de anos.

As medições ajudaram a construir também um mapa gravitacional que explica um dos mistérios da movimentação da topografia de Titan: o gelo na camada exterior se move lentamente sob o peso de grandes estruturas geológicas – como montanhas.

As descobertas não confirmam, no entanto, se Titan tem oceanos abaixo da superfície – mas essa hipótese continua plausível. O objetivo agora é detectar correntes provocadas pela gravidade de Saturno, o que provaria a existência dessa camada de água desconhecida.

Lua de Marte é porosa como queijo

Esta imagem de Fobos foi feita a uma distância de 656 km. No mergulho mais rasante, feito na semana passada, a Mars Express passou a apenas 67 km da superfície da lua de Marte. Imagem: ESA/ DLR/ FU Berlin (G. Neukum)

Lua de queijo

As crianças marcianas – as que eventualmente nascerem nas bases que o homem instalar em Marte, no futuro – poderão não ter tanta dificuldade em acreditar que a lua é feita de queijo – ou de algum material similar.

Pelo menos uma das duas luas de Marte não é um rochedo tão sólido quanto parece, podendo ser tão ou mais poroso do que um queijo.

Ao passar raspando por Fobos, na semana passada, a sonda europeia Mars Express descobriu que a lua de Marte tem uma densidade incrivelmente baixa, sendo constituída por alguma coisa entre 25 e 35% de espaços vazios.

Essa baixa densidade é totalmente inesperada, e agora os cientistas vão se debruçar sobre os dados coletados para tentar elucidar as razões e a eventual origem de um rochedo espacial tão poroso.

Aglomerado espacial

Há muito se acredita que Fobos era um asteroide perdido pelo Sistema Solar que foi capturado por Marte.

Agora ganha peso a hipótese de que a lua seja um “objeto de segunda geração” do Sistema Solar, o que significa que ele pode ter-se formado pela coalescência de objetos menores depois que orbitavam Marte muito tempo depois que o planeta se formou.

A coalescência tardia ganhou força com os novos dados, que indicam que Fobos pode ser nada mais do que um aglomerado de pequenas rochas que se juntaram, deixando espaços vazios entre elas.

Morte da lua

Se isto for verdade, os cientistas poderão descrever com muito mais segurança o seu destino.

Como Fobos está em uma espiral contínua em direção a Marte, descendo cerca de 1,8 metro por século, sua morte poderá se dar tanto por um choque direto com seu planeta, quanto pelo esfacelamento, induzido pelas forças gravitacionais de Marte.

Se a lua nada mais for do que um aglomerado de rochas, ela provavelmente se tornará um anel de fragmentos em torno de Marte, dentro de cerca de 50 milhões de anos.

“Ela veio dos detritos, e aos detritos retornará,” arrisca Martin Pätzold, da Universidade de Koln, na Alemanha, e principal cientista do experimento MARS, da sonda Mars Express.

Para saber como foram feitas as medições de Fobos, veja Sonda espacial mergulha rumo a lua de Marte.