Um evento chamado “grande instabilidade”, que causou caos entre os planetas, lançando os gigantes gasosos pelo espaço até se estabelecerem nas órbitas que conhecemos hoje, ocorreu entre 60 e 100 milhões de anos após o nascimento do sistema solar. Esta é a conclusão de um cuidadoso trabalho de detetive científico que conectou um tipo de meteorito a um asteroide que já foi empurrado por esses planetas maraudos.
Além disso, os cientistas acreditam que os planetas migratórios — principalmente Júpiter — poderiam ter levado à formação da lua da Terra, desestabilizando a órbita de um protoplaneta do tamanho de Marte chamado Theia. Essa desestabilização pode ter provocado uma colisão com a Terra que lançou detritos ao espaço. São esses detritos, acreditam os cientistas, que podem ter formado a lua.
Graças aos estudos das composições e localizações de vários tipos de asteroides e cometas, os cientistas sabem que o referido carnage ocorreu no início da história do sistema solar. Ainda assim, existem alguns enigmas a serem resolvidos sobre como exatamente tudo aconteceu.
Por exemplo, os cientistas sabem que os objetos no sistema solar que vemos hoje, incluindo a Terra, se formaram ao redor do sol a partir de um disco de gás e poeira. No entanto, alguns desses objetos, nomeadamente asteroides e cometas, parecem consistir em material que não estava presente no disco — pelo menos, o material não deveria estar presente nas localizações onde esses objetos se encontram atualmente. Em vez disso, faria mais sentido para esses itens terem se formado mais perto do sol antes de serem dispersos para mais longe. Se Júpiter e os outros planetas gigantes migraram de onde se formaram, talvez os asteroides e cometas também pudessem ter migrado.
No jovem sistema solar, os quatro planetas gasosos — Júpiter, Saturno, Urano e Netuno — estavam encaixados mais perto um do outro. Com o tempo, as interações gravitacionais com planetesimais além de Netuno levaram Saturno, Urano e Netuno a migrarem para fora. Enquanto isso, Júpiter migrou para dentro, onde os cientistas acham que ele, por sua vez, foi capaz de desestabilizar corpos no sistema solar interno.
“A ideia desta instabilidade orbital agora está bem estabelecida na comunidade planetária, no entanto, o momento em que esta instabilidade ocorreu ainda é motivo de debate,” disse a cientista planetária Chrysa Avdellidou da Universidade de Leicester.
Os cientistas chamam a teoria por trás desta instabilidade orbital de “Modelo Nice”, após a cidade francesa que abriga o Observatório Côte d’Azur, onde os cientistas originalmente desenvolveram a ideia. Inicialmente, esses cientistas pensavam que esta instabilidade ocorreu entre 500 e 800 milhões de anos após o nascimento do sistema solar. Se verdadeiro, isso teria coincidido com um evento conhecido como Bombardeio Tardio Pesado, no qual os planetas internos teriam sido atingidos por cometas desalojados das órbitas deles devido aos gigantes gasosos migrantes. No entanto, as evidências se voltaram contra o conceito do Bombardeio Tardio Pesado, e os cientistas agora pensam que a instabilidade ocorreu não mais que 100 milhões de anos após o sistema solar se formar, com base em quando Júpiter poderia ter acumulado seus asteroides troianos nos pontos de Lagrange L4 e L5.
“As pessoas parecem concordar que a instabilidade do tipo Modelo Nice provavelmente aconteceu menos de 100 milhões de anos após o início do sistema solar, mas alguns grupos diferentes estão emergindo,” disse Kevin Walsh do Instituto de Pesquisa do Sudoeste, em Boulder, Colorado, para Space.com. Um grupo propõe que a instabilidade teria ocorrido muito rapidamente, dentro de quatro milhões de anos após o nascimento do sistema solar. O outro grupo pensa que aconteceu mais tarde, após cerca de 60 milhões de anos.
Então, Avdellidou, ajudada por Walsh e outros cientistas planetários, começou a buscar uma resposta.
A equipe concentrou-se em um tipo de meteorito chamado enstatito condrita EL, que tem uma baixa abundância de ferro e é muito semelhante em composição e proporção isotópica ao material que formou a Terra. Isso indica aos cientistas que a Terra e as condritas EL provavelmente se condensaram a partir da mesma parte do disco de formação de planetas.
No entanto, o corpo parente das condritas EL não parece estar mais perto da Terra. Na verdade, observações astronômicas de telescópios terrestres conectaram esses meteoritos à família de asteroides Athor, que está localizada bastante longe no cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter. Para contextualizar, a família Athor e as condritas EL eram anteriormente parte de um grande asteroide que foi despedaçado em uma colisão há cerca de 3 bilhões de anos, um evento não relacionado à grande instabilidade.
Algo deveria ter espalhado o progenitor da família Athor para o cinturão de asteroides, e esse “algo”, diz a equipe, deve ter sido a instabilidade que levou Júpiter a vaguear. Assim, as condritas EL se tornam os cronômetros perfeitos para este evento porque devem conter um registro claro do que deve ter acontecido.
“Especificamente, a história térmica das condritas EL conta uma história rica, limitando tanto o tamanho do corpo parente original quanto o tempo que deve ter levado para esfriar antes de ser quebrado,” disse Walsh.
Usando simulações dinâmicas, a equipe de Avdellidou conseguiu modelar os diferentes cenários envolvendo um Júpiter em migração e concluiu que Júpiter poderia ter espalhado o progenitor da Athor pelo cinturão de asteroides tão cedo quanto 60 milhões de anos após o nascimento do sistema solar. Associado aos dados sobre os asteroides troianos de Júpiter, os cientistas agora podem dizer que a grande instabilidade ocorreu entre 60 e 100 milhões de anos.
“Avdellidou descobre especificamente que o próprio Modelo Nice — as órbitas dos planetas gigantes enlouquecendo por um curto período de 10 ou 20 milhões de anos — é a melhor e talvez a única vez para enviar asteroides para a região desta família específica de asteroides Athor,” disse Walsh.
E, intrigantemente, a colisão entre a Terra e Theia que formou a lua ocorreu em torno deste período de tempo. “Entendemos que houve uma colisão gigante na proto-Terra por Theia, que tinha uma composição muito semelhante,” disse Avdellidou. “A partir de estudos de amostras [da Lua] há estimativas de idade, enquanto outros colegas mostraram que esta colisão poderia ter sido um resultado da instabilidade do planeta gigante.”
Embora não haja como provar isso. “‘Prova’ é uma afirmação forte e algo difícil quando lidamos com eventos há 4,5 bilhões de anos,” disse Avdellidou, embora a cientista admita que a colisão que formou a lua da Terra parece coincidir com a grande instabilidade.
“Nosso estudo situou esses eventos em um prazo agradável e apertado,” disse Avdellidou. Embora talvez não seja possível provar conclusivamente que Júpiter teve uma participação na formação da lua, a evidência é certamente sugestiva.
Então, da próxima vez que você olhar para o rosto prateado da lua em nosso céu noturno, pense nela como um legado do início do sistema solar, quando Júpiter estava intimidando tudo ao seu redor.
