Formação do Sistema Solar

A configuração actual do Sistema Solar tem sido alvo de intensa investigação. Na realidade, a visão tradicional de que os planetas gigantes se teriam formado a partir de um disco proto-planetário primordial, de uma forma relativamente ordeira e nas suas posições actuais, não é consistente com as observações dos discos proto-planetários em torno de outras estrelas nem com as simulações com base em modelos teóricos.

Segundo a teoria mais aceite, a formação dos planetas gigantes inicia-se com a criação de um núcleo de rocha e metal com uma massa crítica de cerca de 8 a 10 vezes a massa da Terra. A partir desse momento, o núcleo tem massa suficiente para capturar o hidrogénio molecular e hélio presentes em grandes quantidades no disco proto-planetário. Trata-se, no entanto, de uma corrida contra o tempo, porque, apesar da maior concentração destes gases se encontrar na zona mais interior do disco, a radiação da estrela recém formada, limpa muito rapidamente esta região.

Quando analisado à luz desta teoria, o Sistema Solar actual apresenta alguns paradoxos. Por um lado, os gigantes de gás e gelo não podem ter-se formado à distância a que se encontram actualmente do Sol. Para além disso, Neptuno, com uma massa superior a Urano, deve ter-se formado numa zona mais densa do disco e, portanto, mais próxima do Sol do que aquele planeta.

Uma das vias exploradas para tentar explicar estes e outros paradoxos, consiste em assumir que o disco proto-planetário tinha características similares às observadas noutros sistemas e às obtidas por modelação em computador. Neste cenário, os núcleos maciços dos quatro gigantes do Sistema Solar ter-se-iam formado mais próximo do Sol, dentro de um raio de cerca de 20 ua, e Neptuno estaria inicialmente mais próximo do Sol que Urano. Depois da formação dos planetas gigantes, o disco proto-planetário teria ficado relativamente livre de gás e poeiras dentro das 20 ua, encontrando-se rodeado por um anel de corpos mais pequenos, o embrião da actual cintura de Edgeworth-Kuiper (E-K).

O “passo de mágica” ter-se-ia dado a seguir, quando um conjunto de interacções entre Júpiter e Saturno desestabilizou as órbitas de Urano e Neptuno, levando, no extremo, à troca de posições entre os mesmos, e ao seu afastamento relativamente ao Sol. Esta actividade teria, por sua vez, perturbado os corpos na cintura E-K, muitos dos quais se precipitaram em direcção ao Sistema Solar interior, no que é conhecido como o “Grande Bombardeamento Tardio”.

A simulação que se segue (siga a ligação da figura), mostra a evolução do Sistema Solar exterior, com Júpiter, Saturno, Neptuno e Urano, já formados, representados a vermelho, amarelo, azul e roxo, e a cintura E-K, a verde (vídeo Sky & Telescope).

Antes de mais, notem a variação da escala ao longo do tempo. De início, nada de especial parece acontecer, mas por volta dos 875 milhões de anos, Júpiter e Saturno desenvolvem uma ressonância 2:1 que altera significativamente a evolução do sistema. Reparem no que acontece às órbitas de Neptuno e de Urano a partir desse momento e a perturbação por eles introduzida na cintura E-K.

Esta teoria consegue reproduzir a configuração actual do Sistema Solar e as características dos planetas gigantes de forma convincente, fornecendo simultaneamente uma explicação plausível para o “Grande Bombardeamento Tardio”. Se continuar a ser favorecida pelas observações, ela mostra também que os sistemas planetários são altamente dinâmicos, podendo perturbações seculares mútuas entre os planetas, alterar substancialmente a sua configuração.