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Brasileiros desenvolvem modelo da formação de Marte

Brasileiros desenvolvem modelo da formação de Marte
A história da formação de Marte, considerado pequeno demais, permanece em sua maior parte obscura. [Imagem: ESA]

Planeta leve demais

Embora ainda não saibam quase nada em relação à origem e formação da Lua, os astrônomos começam a dar passos significativos para entender a origem de Marte.

Os modelos de formação dos planetas rochosos do Sistema Solar desenvolvidos nas últimas duas décadas têm sido bem-sucedidos na explicação da origem de Vênus e da Terra - com tamanhos similares - e de Mercúrio, que tem apenas 5% da massa da Terra.

No entanto, as simulações computacionais de alta resolução ainda não permitiram explicar como Marte se formou e nem por que o planeta tem apenas 10% da massa da Terra.

Segundo os pesquisadores, a questão é intrigante, já que os quatro planetas são constituídos pelos mesmos embriões planetários - corpos celestes com dimensões similares aos planetas atuais - que se fundiram ao longo de dezenas de milhões de anos.

Modelos irreais

A novidade é que o tamanho de Marte pode estar relacionado à densidade da nebulosa protossolar - a nuvem de gás e poeira que deu origem ao Sistema Solar - na região orbital onde se formaria o planeta vermelho.

A ideia está sendo defendida por uma equipe internacional de astrônomos liderada pelo Grupo de Dinâmica Orbital & Planetologia da Universidade Estadual Paulista (Unesp), no campus de Guaratinguetá.

"A maioria das simulações de formação dos planetas terrestres do Sistema Solar não consegue gerar um objeto do tamanho e na órbita de Marte, que está a 1,5 unidade astronômica [ua, equivalente a aproximadamente 150 milhões de quilômetros] de distância do Sol", disse Othon Cabo Winter, coordenador do projeto.

Quando a simulação computacional termina de rodar, o que aparece na tela é um planeta do tamanho da Terra, seu vizinho próximo.

Há também um modelo alternativo, chamado Grand Tack, mas que envolve idas e vindas orbitais de Júpiter que parecem muito fora da realidade. "Esse modelo é válido, mas bastante questionável porque é muito improvável que isso realmente tenha acontecido", disse Winter.

Brasileiros desenvolvem modelo da formação de Marte
No Grand Tack (direita), Júpiter precisaria ter "varrido" o material que falta em Marte. Na nova teoria (esquerda), a depleção explica a menor massa de Marte de forma mais suave pelo processo de "depleção". [Imagem: P. Huey/Science - 10.1126/science.1252257]

Como Marte perdeu massa

Para desenvolver um modelo alternativo ao Grand Tack, a equipe liderada pelos pesquisadores brasileiros realizou uma série de simulações do fluxo de gás e poeira dentro da nebulosa protossolar durante a sua formação.

As simulações sugerem que o material fluiu em direção ao Sol, movendo-se a velocidades diversas, em diferentes distâncias da estrela. Na região entre 1 e 3 uas do Sol, a nebulosa protossolar pode ter sofrido perda ou redução (depleção) de matéria equivalente a entre 50% e 75% de sua densidade.

A perda desse volume de "blocos de construção planetários" pela nebulosa protossolar nessa região, próxima da órbita de Marte, teria causado a redução da massa final de Marte e o crescimento da Terra e de Vênus, supõe o modelo.

"Estudamos diversos parâmetros e concluímos que, se houve uma depleção de matéria entre 50% e 75% da nebulosa protossolar na região entre 1 e 3 uas, há mais de 50% de chance de ter sido formado um planeta com massa similar na atual órbita de Marte, além da Terra, de Vênus e alguns poucos objetos no cinturão de asteroides", disse Winter.

"O modelo é bem completo, porque abrange não só o problema da formação de Marte, mas mantém e consegue gerar os outros planetas terrestres com suas massas e atuais órbitas", avaliou.

Nuvem protossolar

Na avaliação de Winter, o novo modelo fechou uma lacuna que havia no modelo de formação do Sistema Solar, indicando que o perfil de densidade de massa da nuvem protossolar não era uniforme e sofreu depleções. "Esse dado pode ter implicações em estudos para tentar explicar a formação do cinturão de asteroides, por exemplo", indicou.

O modelo também poderá contribuir em pesquisas na área de astrobiologia - área do conhecimento na interface entre astronomia, biologia, química, geologia e ciências atmosféricas, entre outras disciplinas -, relacionadas a objetos vindos de Marte em direção à Terra, além de estudos de planetas extrassolares, ou exoplanetas.

"Os objetos e planetas extrassolares já descobertos atingiram a casa do milhar e têm uma distribuição muito variada e diferente dos corpos do Sistema Solar," disse Winter. "O modelo que desenvolvemos pode auxiliar a entender como eles foram formados."

Bibliografia:

Terrestrial planet formation in a protoplanetary disk with a local mass depletion: a successful scenario for the formation of Mars
A. Izidoro, N. Haghighipour, O. C. Winter, M. Tsuchida
Vol.: 782 31
DOI: 10.1088/0004-637X/782/1/31

Forming Terrestrial Planets
John Chambers
Vol.: 344 no. 6183 pp. 479-480
DOI: 10.1126/science.1252257




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