Investigadores concluíram que Júpiter conseguiu conservar várias luas de grande dimensão porque, no gás que orbitava o planeta ainda jovem, se abriu uma cavidade magnética - algo que Saturno nunca chegou a formar.
Esta divisão, agora descrita, ajuda a explicar por que motivo os dois gigantes do Sistema Solar acabaram por desenvolver sistemas de grandes luas tão diferentes.
Luas em sistemas planetários em evolução
O contraste entre os dois planetas gigantes é evidente: Júpiter manteve um grupo compacto de grandes luas, enquanto Saturno perdeu a maior parte das suas luas equivalentes.
Ao recuar até à juventude destes mundos, Yuri I. Fujii, da Universidade de Quioto, mostrou que o campo magnético mais intenso de Júpiter criou as condições que permitiram a sobrevivência dessas luas.
Em vez de continuarem a espiralar até ao interior, as maiores luas de Júpiter puderam acumular-se junto dessa barreira magnética e permanecer estáveis à medida que o sistema se transformava.
Saturno não ofereceu um refúgio semelhante, deixando em aberto como é que um planeta preservou vários “gigantes”, enquanto o outro ficou praticamente reduzido a Titã.
Luas que se dispersam ou desaparecem
À volta de um planeta gigante em formação existe um disco circumplanetário - uma nuvem rodopiante de gás e poeiras onde as luas se formam - que fornece material a cada lua emergente.
Esse mesmo fluxo de material também exerce forças sobre as luas jovens e, de forma gradual, arrasta muitas delas para órbitas cada vez mais internas.
Quando o interior do disco fica limpo e se forma uma lacuna, o “trânsito” muda: os corpos podem amontoar-se na margem dessa abertura, em vez de continuarem a cair para dentro.
Assim, a capacidade de um planeta gerar ou não essa lacuna pode determinar se as suas grandes luas ficam agrupadas, se se espalham, ou se desaparecem por completo.
A força de Júpiter por dentro
No interior profundo do Júpiter jovem - quente, inchado e em plena fase inicial - um vasto dínamo, a região turbulenta que cria campos magnéticos, terá produzido um campo muito mais forte do que o atual.
Esse campo conseguiria “agarrar” o gás carregado, empurrá-lo para fora e abrir espaço nas regiões mais próximas do planeta.
Saturno, também ainda recente na sua formação, deverá ter exibido um campo superficial muito mais fraco, porque a sua camada condutora seria mais estreita e estaria localizada a maior profundidade.
Desta forma, a diferença nos interiores liga-se diretamente às probabilidades de sobrevivência das maiores luas.
A lacuna que salvou luas
À medida que as luas ganhavam massa, a sua migração lenta através do gás envolvente fazia-as avançar para dentro, em direção ao planeta que orbitavam.
Perto de Júpiter, uma cavidade magnetosférica junto ao planeta deu à primeira lua de grande dimensão um ponto de paragem. As seguintes foram-se acumulando atrás dessa barreira e instalaram-se em órbitas vizinhas, em vez de mergulharem em Júpiter.
Sem um obstáculo comparável, Saturno transformou a mesma migração para o interior num destino fatal para potenciais “gigantes”.
Depois de os sobreviventes internos de Júpiter ficarem comprimidos, a gravidade prendeu três deles num padrão repetitivo, em que cada órbita se mantém sincronizada com as outras.
Essa ligação permitiu que Io, Europa e Ganimedes permanecessem numa cadeia estável mesmo após o disco gasoso se ter tornado mais ténue.
Calisto ficou mais longe porque cresceu a um ritmo mais lento e não entrou na fila apertada do interior.
Por isso, o arranjo atual terá surgido antes de o disco desaparecer - e não como resultado de grandes reorganizações posteriores.
Porque é que Titã sobreviveu
Titã, a segunda maior lua do Sistema Solar depois de Ganimedes, terá provavelmente nascido numa região mais segura, a maior distância de Saturno.
O modelo designa esse refúgio como uma zona de segurança: uma armadilha de migração estreita onde o aquecimento, por um período curto, inverte a tendência habitual de migração para o interior.
As grandes luas que se formaram mais perto de Saturno continuaram a deslocar-se para dentro, atravessaram essa armadilha e, muito provavelmente, caíram no planeta antes de o disco se dissipar.
Esse percurso deixa um único gigante em destaque e ajuda a compreender por que motivo Saturno nunca chegou a construir quatro grandes luas nas proximidades do planeta.
Os totais de luas enganam
Júpiter tem mais de 100 luas conhecidas e Saturno mais de 280 luas. No entanto, esses números de destaque não respondem à questão essencial: porque é que os maiores satélites acabaram com destinos tão diferentes.
Júpiter preservou quatro grandes mundos numa vizinhança compacta, enquanto a narrativa de Saturno se concentra quase toda num único sobrevivente.
É por isso que esta nova explicação importa mais para a “arquitetura” dos sistemas do que para simples contagens.
Previsões para exoluas
Para os astrónomos que procuram sistemas para lá do Sistema Solar, existem poucos casos próximos para comparação detalhada, pelo que o modelo propõe uma regra útil.
“Há vários sistemas de satélites perto de nós cujas características detalhadas podemos observar”, disse Fujii.
Gigantes gasosos muito massivos deverão ser melhores candidatos a sistemas compactos com várias luas, porque campos mais fortes têm maior probabilidade de abrir lacunas.
Mundos do tamanho de Saturno, em contrapartida, poderão exibir apenas uma ou duas grandes luas distantes, se a mesma física se aplicar.
Indícios em torno de planetas recém-nascidos
A teoria avançada no estudo pode ser testada ao observar o gás à volta de planetas recém-nascidos antes de quaisquer luas se tornarem visíveis.
Um planeta que limpe uma lacuna interior deverá canalizar o material de forma diferente, alterando o aspeto do disco circundante.
Isto faz da arquitetura das luas uma peça de uma história mais ampla sobre como o magnetismo planetário molda sistemas jovens inteiros.
Cada nova deteção permitirá avaliar se a “solução” de Júpiter é comum, rara ou única entre planetas gigantes.
Júpiter e Saturno podem ter começado com ingredientes brutos semelhantes, mas uma diferença magnética foi suficiente para separar sobreviventes de vítimas e ordenar as suas luas.
Crédito da imagem: NASA/JPL/DLR
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