Investigadores concluíram que Júpiter conseguiu conservar várias luas grandes porque, no gás que rodeava o planeta jovem, se formou uma cavidade magnética - algo que Saturno nunca chegou a criar.
Essa separação agora descrita ajuda a perceber porque é que os dois gigantes do Sistema Solar acabaram por desenvolver sistemas de grandes luas tão distintos.
Luas em sistemas planetários em evolução
À volta dos dois planetas gigantes, a diferença é evidente: Júpiter manteve um grupo compacto de luas grandes, enquanto as luas grandes comparáveis de Saturno desapareceram em grande parte.
Ao recuar até à juventude destes mundos, Yuri I. Fujii, da Universidade de Quioto, mostrou que o campo magnético mais forte de Júpiter gerou as condições que permitiram a sobrevivência dessas luas.
Em vez de migrarem em espiral até ao interior, as luas grandes de Júpiter puderam concentrar-se junto dessa barreira magnética e ali permanecer enquanto o sistema evoluía.
Saturno não ofereceu um abrigo equivalente, deixando por explicar como um planeta preservou vários “gigantes” e o outro ficou, em grande medida, reduzido a Titã.
Luas que se dispersam ou desaparecem
Em torno de um planeta gigante em formação, um disco circumplanetário - uma nuvem em rotação de gás e poeiras onde as luas se formam - fornece material a cada lua em crescimento.
Mas esse mesmo material também exerce forças sobre as luas jovens e, de forma gradual, puxa muitas delas para o interior.
Quando existe uma abertura (um vazio) na região interna, o “tráfego” muda: os corpos podem acumular-se na margem desse vazio, em vez de continuarem a cair para dentro.
A capacidade de um planeta abrir esse intervalo pode decidir se as suas luas grandes ficam agrupadas, se se dispersam ou se desaparecem por completo.
A força interior de Júpiter
No interior profundo do Júpiter jovem - quente e dilatado - um dínamo enorme (a região turbulenta que gera campos magnéticos) terá produzido, muito provavelmente, um campo magnético bem mais forte do que o observado hoje.
Esse campo poderia agarrar o gás ionizado, empurrá-lo para fora e escavar espaço nas proximidades do planeta.
Saturno, no seu estado inicial logo após a formação, terá tido um campo à superfície bastante mais fraco, porque a sua camada condutora era mais estreita e situava-se mais fundo.
Assim, a ligação entre os interiores profundos e a probabilidade de as maiores luas terem sobrevivido torna-se direta.
O intervalo que salvou as luas
À medida que as luas ganhavam massa, a migração lenta através do gás envolvente puxava-as para o interior, na direção dos planetas que orbitavam.
Perto de Júpiter, uma cavidade magnetosférica junto ao planeta ofereceu à primeira lua grande um ponto de paragem. As que se formaram depois foram-se “encostando” atrás dessa barreira e fixaram-se em órbitas vizinhas, em vez de mergulharem no próprio Júpiter.
Sem uma barreira comparável, Saturno transformou a mesma migração para o interior num cemitério para possíveis “gigantes”.
Quando os sobreviventes internos de Júpiter ficaram comprimidos uns contra os outros, a gravidade prendeu três deles num padrão repetitivo, em que a órbita de cada lua se mantém sincronizada com as restantes.
Esse acoplamento permitiu que Io, Europa e Ganimedes permanecessem numa cadeia estável mesmo depois de o disco gasoso se tornar muito mais ténue.
Calisto ficou mais afastada porque cresceu mais devagar e não entrou na formação apertada do interior.
Por isso, o padrão observado atualmente terá surgido antes de o disco desaparecer - e não como resultado de grandes reconfigurações posteriores.
Porque é que Titã sobreviveu
Titã, a segunda maior lua do Sistema Solar a seguir a Ganimedes, terá provavelmente nascido numa região mais segura, mais distante de Saturno.
O modelo chama a esse refúgio uma zona de segurança, uma armadilha de migração estreita onde o aquecimento inverte por pouco tempo a tendência normal de migração para o interior.
As luas grandes que se formaram mais perto de Saturno continuaram a deslocar-se para dentro, atravessaram a armadilha e, muito provavelmente, caíram no planeta antes de o disco se dissipar.
Esse percurso deixa um único gigante em destaque e ajuda a explicar porque Saturno nunca chegou a construir quatro luas grandes perto 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 manchete” não respondem à questão principal: porque é que as maiores luas tiveram destinos tão diferentes.
Júpiter conservou quatro grandes mundos numa vizinhança compacta, mas a história de Saturno afunila-se de forma marcada em torno de um único sobrevivente.
É por isso que a nova explicação importa mais para a arquitetura dos sistemas do que para a simples contagem total.
Previsões para exoluas
Para astrónomos que procuram sistemas para lá do Sistema Solar, os casos de teste próximos são poucos, pelo que o modelo fornece uma regra útil.
“Existem vários sistemas de satélites perto de nós cujas características detalhadas podemos observar”, disse Fujii.
Gigantes gasosos mais massivos deverão ser melhores candidatos a sistemas compactos com várias luas, porque os seus campos mais fortes têm maior probabilidade de abrir intervalos.
Mundos do tamanho de Saturno, pelo contrário, poderão exibir apenas uma ou duas luas grandes e distantes, se a mesma física se verificar.
Pistas em torno de planetas recém-nascidos
A teoria proposta neste trabalho poderá ser testada ao estudar o gás em torno de planetas recém-nascidos, antes de quaisquer luas se tornarem visíveis.
Um planeta que limpe um intervalo interno deverá canalizar o material de outra forma, alterando o aspeto do disco em redor.
Isso torna a arquitetura das luas parte de uma história mais ampla sobre como o magnetismo planetário molda sistemas jovens inteiros.
Cada nova deteção ajudará a testar se a solução de Júpiter foi comum, rara ou única entre os planetas gigantes.
Júpiter e Saturno podem ter começado com ingredientes brutos semelhantes, mas uma diferença magnética separou sobreviventes de vítimas e organizou as suas luas.
Crédito da imagem: NASA/JPL/DLR
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