Descoberto sistema de anéis ao redor do planeta anão Quaoar

Com informações da Unesp - 09/02/2023

O planeta anão Quaoar tem cerca de metade do tamanho de Plutão, e está além da órbita de Netuno.
[Imagem: ESA/CC BY-SA 3.0 IGO]

Anéis de Quaoar

Um astrônomo brasileiro está à frente de uma equipe internacional que acaba de descobrir mais um sistema de anéis no Sistema Solar.

Os anéis estão ao redor de um planeta anão chamado Quaoar, um pouco menor do que Plutão, que ocupa uma órbita além de Netuno.

Os anéis de Quaoar são únicos, orbitando muito mais longe do planeta do que os anéis ao redor de Saturno, o que não pode ser explicado pelas atuais teorias de formação de anéis.

A descoberta tem como primeiro autor o professor Bruno Morgado, do Observatório do Valongo, da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), além de quatro astrônomos da Unesp de Guaratinguetá. A equipe toda, com 59 cientistas de 14 países, é conhecida como Lucky Star e é coordenada pelo Observatório de Paris.

Comparativo de dimensões.
[Imagem: Unesp]

Limite de Roche

Os dados do novo sistema indicam que o anel de Quaoar tem uma dinâmica orbital nunca vista, o que está exigindo uma revisão da atual teoria sobre formação de anéis planetários no Sistema Solar, que remonta ao século 19.

Em primeiro lugar, um anel em torno de Quaoar reforça descobertas recentes que indicam a existência de anéis ao redor de corpos celestes de menor porte no Sistema Solar. É o caso dos anéis já relatados ao redor do centauro Chariklo e do planeta-anão Haumea.

Em Quaoar, um candidato a planeta-anão de raio estimado de 555 km, o anel circular está situado a um raio de 4.100 km do corpo central. Essa distância extrapola em muito os 1.780 km estabelecidos pelos modelos atuais como o limite máximo para a formação de uma estrutura deste tipo ao redor de um objeto de tais dimensões.

Impressão artística dos anéis de Quaoar, que não se encaixam nas teorias.
[Imagem: Paris Observatory]

Lua ou anel?

Esta distância máxima prevista pelos modelos entre um corpo celeste e seus anéis é chamada de Limite de Roche, que é a distância entre dois corpos que, em tese, define se um objeto secundário, menor, que orbita em torno de outro maior, será um satélite natural de estrutura íntegra, como a Lua, ou um anel fragmentado em diversas partículas e distribuídas ao longo da órbita do corpo celeste principal, como os anéis de Saturno.

Para calcular esse limite, o astrônomo francês Edouard Roche elaborou uma equação, em 1847, que leva em conta, entre outros dados, as densidades e os tamanhos dos astros envolvidos e a força de maré, relacionada à força gravitacional, para determinar as zonas de formação dos satélites naturais e dos anéis que orbitam um determinado corpo celeste.

Pela teoria vigente, todos os objetos secundários na região interna ao Limite de Roche se fragmentam pelas interações geradas pela força de maré e se tornam anéis, e aqueles situados além desse ponto preservariam o formato de satélites naturais, ou luas. Todos os anéis densos já conhecidos do Sistema Solar - casos dos anéis de Júpiter, Saturno, Urano, Netuno, Chariklo e Haumea - repetiam o padrão descrito no século 19, localizados relativamente próximos ao corpo central.

O anel observado em torno de Quaoar não se encaixa neste padrão. "De fato, a equação se aplica a um satélite fluido que é interrompido perto de um planeta. Mas o processo inverso, a aglutinação de partículas em um satélite, implica mecanismos não contabilizados na equação," escrevem os autores.

"Descobrimos esse anel, temos os dados que mostram que ele está lá. Mas, por que esse material está na forma de um anel? Por que não se juntou em um satélite? Essas são as próximas questões que teremos que responder," disse o professor Rafael Sfair, da Unesp, um dos autores da descoberta.

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