Coração de Plutão formou-se por impacto colossal, mas lento

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/04/2024

E não é só um coração: Plutão tem uma superfície rica e luas estranhas.
[Imagem: NASA/JHUAPL/SwRI]

Coração de Plutão

Antes apenas um ponto borrado nas fotografias feitas pelos telescópios, em 2015 Plutão lotou as manchetes ao surpreender o mundo com uma das aparências mais curiosas e mais chamativas do Sistema Solar: Plutão tem um coração em sua superfície.

O coração de Plutão é chamado Tombaugh Regio, em homenagem ao astrônomo Clyde Tombaugh, que descobriu Plutão em 1930, estando inserido em uma gigantesca formação geológica chamada Planície Sputnik, que é recortada em curiosas formas poligonais com até 40 quilômetros de largura, incríveis "praias" em um mar de nitrogênio congelado e até montanhas de gelo flutuantes.

Agora, astrônomos acreditam ter descoberto uma boa explicação para a formação do coração de Plutão ao conseguir fazer a primeira simulação computadorizada que consegue reproduzir a emergência de uma forma tão curiosa.

Harry Ballantyne e colegas das universidades de Berna (Suíça) e Arizona (EUA) concluíram que a Planície Sputnik se formou por um evento catalaclísmico, uma colisão de Plutão com um corpo planetário de cerca de 700 km de diâmetro, formado quase inteiramente por gelo de diferentes elementos.

Se essas simulações numéricas estiverem corretas, elas têm outra implicação importante: A estrutura interna de Plutão seria diferente do que se supunha anteriormente, indicando que não existe um oceano líquido de subsuperfície, abaixo da crosta congelada do planeta anão.

Representação artística do enorme e "lento" impacto em Plutão que originou a estrutura em forma de coração na sua superfície.
[Imagem: Thibaut Roger/University of Bern]

Impacto no coração

A Planície Sputnik (a parte ocidental), que cobre uma área de 1.200 por 2.000 quilômetros, é de três a quatro quilômetros mais baixa em altitude do que a maior parte da superfície de Plutão, e tem um formato alongado, o que deu origem à hipótese de uma colisão.

"A forma alongada da Planície Sputnik sugere fortemente que o impacto não foi uma colisão frontal direta, mas sim oblíqua," disse Martin Jutzi, membro da equipe, que usou um software de simulação conhecido como SPN (sigla em inglês para Hidrodinâmica de Partículas Suavizada) para recriar digitalmente o possível impacto, variando tanto a composição de Plutão e de seu impactador, como a velocidade e o ângulo do bólido.

Essas simulações confirmaram as suspeitas dos cientistas sobre o ângulo oblíquo de impacto e determinaram que a composição do corpo celeste que se chocou com Plutão pode ser vista na superfície do planeta anão, já que a energia do impacto não foi suficiente para fazer o material afundar rumo ao núcleo de Plutão. "Estamos acostumados a pensar nas colisões planetárias como eventos incrivelmente intensos, onde você pode ignorar os detalhes, exceto coisas como energia, momento e densidade. Mas, no Sistema Solar distante, as velocidades são muito mais lentas e o gelo sólido é forte, então você precisa ser muito mais preciso em seus cálculos. É aí que começa a diversão," disse Erik Asphaug, membro da equipe.

Além do seu formato, o coração de Plutão chamou a atenção porque ele é recoberto por um material de albedo elevado, que reflete mais luz do que o ambiente, o que explica sua cor mais branca. Porém, o coração não é composto por um único elemento.

"A aparência brilhante do Planície Sputnik se deve ao fato de ela ser predominantemente preenchida com gelo de nitrogênio branco, que se move e faz convecção para suavizar constantemente a superfície. Esse nitrogênio provavelmente se acumulou rapidamente após o impacto devido à menor altitude," explicou Ballantyne.

A parte oriental do coração também é coberta por uma camada semelhante, mas muito mais fina, de gelo de nitrogênio, cuja origem ainda não é clara para os cientistas.

As formas poligonais que formam o coração de Plutão são abauladas, sendo vários metros mais altas no centro do que nas bordas. Mas agora parece não haver um oceano por baixo delas.
[Imagem: NASA/JHU/SWRI]

Sem oceano

É muito mais provável que um impacto gigante como o simulado pela equipe tenha ocorrido muito cedo na história de Plutão. No entanto, isto representa um problema: Espera-se que uma depressão gigante, como a Planície Sputnik, se mova lentamente em direção ao pólo do planeta anão ao longo do tempo devido às leis da física, uma vez que há um défice de massa. No entanto, a formação continua paradoxalmente perto do equador.

A explicação preponderante até agora era de que, como vários outros corpos planetários no Sistema Solar exterior, Plutão teria um oceano subterrâneo de água líquida, sendo a Planície Sputnik uma área de crosta mais fina, fazendo com que o oceano "inchasse" aquela área. E, como a água líquida é mais densa do que o gelo, haveria um excedente de massa que induziria a migração em direção ao equador.

No entanto, o novo estudo oferece uma perspectiva alternativa: "Nas nossas simulações, todo o manto primordial de Plutão é escavado pelo impacto e, à medida que o material do núcleo do impactador se espalha sobre o núcleo de Plutão, cria-se um excesso de massa local que pode explicar a migração em direção ao equador sem um oceano subterrâneo, ou no máximo, um muito fino," disse Jutzi.

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