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Tritão, não Plutão ou Eris, é o maior mundo do Cinturão de Kuiper

Os crescentes iluminados de Netuno (em primeiro plano) e sua maior lua Tritão (fundo) mostram o quão impressionantemente grande Tritão, a 7ª maior lua de todo o Sistema Solar, é em comparação. Esta imagem foi tirada pela sonda Voyager 2 em 29 de agosto de 1989, 3 dias após sua maior aproximação a Netuno. (FOTO12/UIG/GETTY IMAGENS)

Pode ter sido capturado por Netuno desde que se formou, mas Tritão continua sendo o rei do cinturão de Kuiper.

Nosso Sistema Solar é sem dúvida o canto mais bem estudado do Universo, com a humanidade mapeando os planetas, luas e outros corpos significativos em nossa vizinhança. Mais próximos do Sol, temos os mundos mais densos: feitos dos elementos mais pesados ​​e pequenos demais para segurar um envelope gigante de gás. Além disso estão os asteroides, coincidindo com a linha de gelo original do Sistema Solar. Mais longe do que esses estão os quatro mundos gigantes gasosos, cada um com seu próprio sistema de luas e anéis. E, finalmente, além disso, estão os objetos transnetunianos: os mundos e corpos congelados, semelhantes a cometas, que são os mais distantes em nosso Sistema Solar que já detectamos.

Mas qual mundo é o verdadeiro Rei do Cinturão de Kuiper, o mais interno dos objetos transnetunianos? Não é Plutão, o de maior raio, nem Éris, o de maior massa. Em vez disso, Tritão – a maior lua de Netuno – venceu os dois. Aqui está a história bizarra de como.

Imagem em cores falsas de Tritão, a maior lua de Netuno, tirada pela sonda Voyager 2. Esta imagem de baixa resolução é a melhor fotografia que a Voyager 2 tirou da maior lua de Netuno, apenas 2 dias antes da aproximação mais próxima. (TIME LIFE PICTURES/NASA/THE LIFE PICTURE COLLECTION/GETTY IMAGES)

À primeira vista, você pode pensar que isso é loucura. Tritão, afinal, não está localizado no cinturão de Kuiper, mas é uma das luas de Netuno. Também não é apenas uma lua aleatória de Netuno; é de longe o mais proeminente. É a maior das luas de Netuno e uma das maiores luas do Sistema Solar, com apenas a Lua da Terra, Titã de Saturno e as quatro luas galileanas de Júpiter superando-a. Tritão é o primeiro satélite de Netuno já descoberto, tendo sido descoberto em outubro de 1846: apenas alguns meses depois que o próprio Netuno foi anunciado pela primeira vez.

Então, se é uma lua real e literal de Netuno, como poderia ser classificada como um objeto transnetuniano? Na astronomia – ao contrário de alguns outros campos – não é apenas quais são suas propriedades hoje ou onde você está localizado agora que importa. A história de como você se formou e chegou à sua localização atual são partes da história que simplesmente não podem ser ignoradas.

Quando você classifica todas as luas, planetas pequenos e planetas anões em nosso Sistema Solar, você descobre que Tritão, a 7ª maior lua, tem mais semelhanças com Plutão do que com qualquer outra coisa no Sistema Solar. (MONTAGEM DE EMILY LAKDAWALLA. DADOS DA NASA/JPL, JHUAPL/SWRI, SSI E UCLA/MPS/DLR/IDA, PROCESSADOS POR GORDAN UGARKOVIC, TED STRYK, BJORN JONSSON, ROMAN TKACHENKO E EMILY LAKDAWALLA)

Tritão, sendo uma lua grande e proeminente que orbita seu planeta natal a cada 6 dias, parece bastante normal na maioria das contas. Até que você dê uma olhada no fato bizarro e enervante de como ele orbita. Todas as outras grandes luas do Sistema Solar,

• orbitam na mesma direção que os planetas giram em torno do Sol,
• orbitam aproximadamente no mesmo plano que os planetas orbitam o Sol (o plano da eclíptica),
• e têm densidades que estão alinhadas com as densidades previstas para corpos sólidos que se formaram em sua distância atual particular do Sol.

Todas as grandes luas do Sistema Solar têm essas propriedades, exceto Tritão. Em vez disso, Tritão orbita em torno de Netuno na direção oposta (sentido horário) de como Netuno gira em seu eixo e gira em torno do Sol (sentido anti-horário), e está inclinado em relação ao plano eclíptico do Sistema Solar em um ângulo incomum de 130°. Esse movimento orbital retrógrado de Tritão é a chave para desvendar esse mistério.

A órbita de Tritão (vermelho) tem uma inclinação de 157° em comparação com luas que giram com a rotação de Netuno (verde) e uma inclinação de 130° para objetos que giram com o plano da eclíptica. A orientação de Tritão é a evidência mais forte de que é um corpo capturado. (USUÁRIO DO WIKIMEDIA COMMONS ZYJACKLIN; NASA/JPL/USGS)

As luas que estão em órbitas retrógradas não poderiam ter se formado a partir da mesma parte da nebulosa pré-solar que os planetas que orbitam; isso não é consistente com as regras de como os sistemas planetários surgem. Se não poderia ter se formado ao lado de Netuno – da maneira que a maioria das luas se forma com seus pais gigantes gasosos – então Tritão deve ser uma lua adotiva, o que significa que deve ter sido capturada em algum momento no passado distante.

Existem outras duas grandes pistas sobre Tritão que nos levam a acreditar que ele deve ser capturado:

1. Uma grande parte do sistema netuniano foi limpa fora de Tritão; a próxima lua mais próxima além dela orbita mais de 15 vezes mais distante que Tritão.
2. Tem a densidade, cor e atmosfera erradas para ser uma lua primordial de Netuno.

Ambos são grandes negócios.

Densidades de vários corpos no Sistema Solar. Observe a relação entre densidade e distância do Sol, e a semelhança de Tritão com Plutão. (KARIM KHAIDAROV)

Quando examinamos as luas dos outros gigantes gasosos, podemos ver imediatamente por que Tritão é uma raridade entre as grandes luas.

• A grande lua mais externa de Júpiter, Calisto, orbita a uma distância média de Júpiter de 1,9 milhão de km. A próxima lua depois disso, Themisto, tem uma distância de 7,4 milhões de km: uma proporção de 3,9 para 1.
• A grande lua mais externa de Saturno é Jápeto, orbitando a 3,6 milhões de km. Mas Kiviuq, a próxima lua exterior, orbita a 11,3 milhões de km: uma proporção de 3,2 para 1.
• A grande lua mais externa de Urano é Oberon, com uma distância orbital média de 583.520 km. Além disso, a próxima lua é Francisco, a 4,3 milhões de km: uma proporção de 7,3 para 1.

Mas Netuno é realmente estranho. Não só Tritão tem uma distância orbital média de apenas 355.000 km, mas a próxima lua, Nereida, orbita a 5,5 milhões de km (essa proporção de 15,5 para 1), e a próxima além disso é de 16 milhões de km. Fora! É quase como se a presença de Tritão limpasse a grande maioria das luas externas de Netuno, tornando Netuno único entre os gigantes gasosos.

Os anéis de Netuno, tirados com a câmera grande angular da Voyager 2 e superexpostos. Os anéis estão presentes apenas na porção mais interna do sistema netuniano; Tritão está localizado além de todos os cinco e não há anéis adicionais além de Tritão. Na verdade, quase não há luas além de Tritão também. (NASA/JPL)

A densidade de Tritão também está errada com o que esperamos que suas propriedades físicas, como densidade, cor e atmosfera, sejam baseadas em como sabemos que os objetos se formam no Sistema Solar. Em vez disso, Triton combina muito melhor, com base nessas e em outras propriedades físicas, com muitos dos objetos do cinturão de Kuiper que vemos hoje. Em particular, tem uma crosta de gelo congelado, uma superfície composta principalmente de nitrogênio sólido, um manto feito principalmente de gelo de água e um núcleo grande e sólido que parece ser uma mistura de rocha e metais.

Sua composição e cor geral se parecem muito com a de Plutão, de fato. Aqui está a aparência de Tritão no fotomosaico que a Voyager 2 tirou quando voou em 1989.

Mosaico de cores global de Tritão, tirado em 1989 pela Voyager 2 durante sua passagem pelo sistema de Netuno. A cor foi sintetizada combinando imagens de alta resolução obtidas através de filtros laranja, violeta e ultravioleta; essas imagens foram exibidas como imagens vermelhas, verdes e azuis e combinadas para criar esta versão colorida. Acredita-se que a cor avermelhada do pólo seja resultado da reação da luz ultravioleta com o metano, semelhante ao que agora foi visto em Plutão. (NASA/JPL/USGS)

Compare isso com o fotomosaico que tiramos de Plutão, em 2015, quando a New Horizons passou por ele.

Acredita-se que o Sputnik Planitia (o lobo esquerdo do coração de Plutão) seja uma bacia de impacto, preenchida com gelos criogênicos. À esquerda, as regiões avermelhadas são provavelmente hidrocarbonetos, responsáveis ​​pelas névoas de Plutão e que se estabelecem à medida que afundam na atmosfera e pousam na superfície. Plutão e Tritão têm grandes semelhanças entre si em termos de uma miríade de propriedades físicas. (NASA/JHUAPL/SWRI)

É extremamente parecido, não é? Tritão, em sua localização atual ao redor de Netuno, é um mundo fascinante por si só. Tem uma superfície geologicamente jovem, com poucas crateras de impacto, muito parecidas com Plutão, indicando que é um mundo ativo que ressurge ao longo do tempo. Sabemos que tem gêiseres que entram em erupção, enviando nitrogênio gasoso para cima e acima da superfície, compondo a maior parte da fina atmosfera de Plutão de Tritão.

Duas grandes bacias podem ser vistas aqui, em Tritão, com características de superfície relativamente jovens. As raras crateras se destacam como um polegar dolorido, pois a geologia ativa, como inundações, derretimento, falhas e colapsos, ressurge Triton regularmente e periodicamente. A área áspera no meio da depressão central pode corresponder à erupção mais recente da 'planície murada' criovulcânica retratada aqui: Ruach Planitia. (NASA / VIAJANTE 2)

A crosta de Tritão é 55% gelo de nitrogênio, com outros gelos (como gelo de água e dióxido de carbono congelado) misturados: as mesmas proporções de Plutão. Tritão tem uma cor avermelhada, que se acredita ser do gelo de metano convertido em tolinas da radiação ultravioleta: novamente semelhante a Plutão. Ele ainda tem criovulcões negros que emitem fumaça em sua superfície: evidência de que talvez um oceano líquido subsuperficial possa forçar seu caminho através da crosta. Tritão, embora frio e congelado, é um mundo ativo.

Terreno polar sul de Tritão fotografado pela sonda Voyager 2. Cerca de 50 plumas escuras marcam o que se acredita serem criovulcões, com essas trilhas sendo causadas pelo fenômeno coloquialmente chamado de 'fumantes negros'. (NASA / VIAJANTE 2)

Então, como chegou a ser onde está hoje? Como muitos objetos que conhecemos originários do cinturão de Kuiper, Tritão provavelmente tinha uma órbita que o levou a fazer várias passagens próximas a Netuno. Quando isso acontece hoje, a gravidade de Netuno muda a órbita do objeto em uma direção aproximadamente aleatória. Mas se isso aconteceu nos primeiros dias do Sistema Solar, Netuno provavelmente tinha um grande conjunto de massas ao seu redor, na forma de luas, anéis ou um disco.

Quando Tritão entrou, foi provavelmente uma combinação de interações gravitacionais, uma força de arrasto, talvez uma colisão e talvez a ejeção de um companheiro binário que permitiu que Tritão fosse capturado e circularizado. Tritão provavelmente nasceu no cinturão de Kuiper, capturado no início, e o processo de sua captura ejetou a maioria das massas externas e luas do sistema netuniano.

Tritão, o maior satélite de Netuno, fotografado pela espaçonave Voyager 2. O terreno variado em Tritão é semelhante ao terreno variado que encontramos em Plutão. Juntamente com outras semelhanças, podemos concluir com confiança que Tritão não se originou em torno de Netuno, mas no cinturão de Kuiper. (TIME LIFE PICTURES/NASA/THE LIFE PICTURE COLLECTION/GETTY IMAGES)

O resultado, hoje, é que o maior e mais maciço corpo já formado no cinturão de Kuiper — 20% maior que Plutão; 29% mais massiva que Eris – é agora a maior lua de Netuno: Tritão. Hoje, Tritão compõe 99,5% da massa orbitando Netuno, uma enorme diferença de todos os outros sistemas de planetas gigantes que conhecemos. A única explicação para suas propriedades, especialmente sua órbita bizarra e única, é que Tritão é um objeto capturado do cinturão de Kuiper.

Costumamos falar sobre luas geladas com oceanos subterrâneos como mundos candidatos à vida. Imaginamos corpos grandes, distantes e gelados como planetas ou planetas anões por direito próprio. Tritão nasceu não como uma lua de Netuno, mas como o maior e mais massivo objeto do cinturão de Kuiper a sobreviver. Você não deixa de existir quando muda de local, e nem Tritão. É o cinturão original do Rei do Kuiper, e sua verdadeira história de origem é um mistério cósmico que merece ser resolvido.

Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .

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