Júpiter: astrônomos rastreiam formação do planeta com gotas de rocha derretida

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Há 4,5 bilhões de anos, Júpiter cresceu rapidamente até atingir seu tamanho colossal. Sua poderosa gravidade perturbou as órbitas de pequenos corpos rochosos e gelados, semelhantes a asteroides e cometas atuais, chamados planetesimais.

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Essas perturbações fizeram com que colidissem em alta velocidade, derretendo rochas e poeira no impacto e criando gotas flutuantes de rocha derretida, conhecidas como côndrulos, hoje preservados em meteoritos.

Agora, pesquisadores da Universidade de Nagoya (Japão) e do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália (INAF, na sigla em italiano) determinaram, pela primeira vez, como essas gotas se formaram e conseguiram datar, com precisão, a formação de Júpiter a partir desses achados. O estudo foi publicado na Scientific Reports.

O que a pesquisa sobre os côndrulos conta sobre Júpiter

• A pesquisa mostra que as características dos côndrulos — em especial, seus tamanhos e a taxa de resfriamento no Espaço — são determinadas pela água contida nos planetesimais que colidiam;
• Isso explica o que é observado em amostras de meteoritos e confirma que a formação dos côndrulos foi resultado direto da formação planetária;
• Os côndrulos são pequenas esferas de aproximadamente 0,1 a dois milímetros de largura que foram incorporadas a asteroides durante a formação do Sistema Solar. Bilhões de anos depois, fragmentos desses asteroides se desprenderam e caíram na Terra como meteoritos;
• Como adquiriram sua forma arredondada é uma questão que intrigou cientistas por décadas.

“Quando planetesimais colidiam entre si, a água se vaporizava instantaneamente em vapor em expansão. Isso funcionava como pequenas explosões e fragmentava a rocha de silicato derretida em pequenas gotas, que vemos nos meteoritos hoje”, explicou o professor Sin-iti Sirono, coautor do estudo e pesquisador da Escola de Pós-Graduação em Ciências da Terra e Ambientais da Universidade de Nagoya, ao Phys.org.

“Teorias anteriores de formação não conseguiam explicar as características dos côndrulos sem exigir condições muito específicas, enquanto este modelo requer condições que, naturalmente, ocorreram no Sistema Solar primitivo, quando Júpiter nasceu”, acrescentou.

Para chegar aos resultados, os cientistas desenvolveram simulações de computador sobre o crescimento de Júpiter e acompanharam como sua gravidade provocava colisões de alta velocidade entre planetesimais rochosos e ricos em água no início do Sistema Solar.

“Comparamos as características e a abundância de côndrulos simulados com dados de meteoritos e descobrimos que o modelo gerou, espontaneamente, côndrulos realistas. O modelo também mostra que a produção de côndrulos coincide com a intensa acumulação de gás nebular por Júpiter até atingir seu tamanho colossal. Como os dados de meteoritos indicam que o pico de formação de côndrulos ocorreu 1,8 milhão de anos após o início do Sistema Solar, esse também é o momento em que Júpiter nasceu”, afirmou o coautor Dr. Diego Turrini, pesquisador sênior do INAF.

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Novos insights

O estudo oferece uma nova forma de datar a formação de planetas e traz uma visão mais clara de como o Sistema Solar se estruturou.

No entanto, os cientistas ressaltam que a produção de côndrulos iniciada pelo nascimento de Júpiter foi breve demais para explicar a diversidade de idades encontrada nesses fragmentos em meteoritos. A hipótese mais provável é que outros planetas gigantes, como Saturno, também tenham desencadeado a formação de côndrulos quando surgiram.

Ao analisar côndrulos de diferentes idades, os pesquisadores podem reconstruir a ordem de nascimento dos planetas e compreender melhor o desenvolvimento do Sistema Solar. Além disso, o estudo sugere que esses processos violentos de formação planetária podem ocorrer em torno de outras estrelas, oferecendo pistas sobre a evolução de sistemas planetários além do nosso.