Cientistas da NASA captam pela primeira vez o processo de formação de Plutão e da sua maior lua

Um novo estudo publicado na revista Nature Geoscience lança luz acerca da criação de Plutão e a sua maior lua, Caronte. Saiba mais aqui.

plutão
Plutão tem cinco luas conhecidas: Caronte (a maior, com metade do diâmetro de Plutão), Estige, Nix, Cérbero e Hidra.

Há milhares de milhões de anos, nos gélidos confins do nosso sistema solar, dois mundos gelados colidiram. Em vez de se destruírem mutuamente numa catástrofe cósmica, rodaram juntos como um boneco de neve celestial, separando-se finalmente, mas permanecendo para sempre ligados em órbita. Foi assim que Plutão e a sua maior lua, Caronte, tiveram origem, de acordo com um estudo da Universidade do Arizona que desafia décadas de pressupostos científicos.

Um estudo liderado por Adeene Denton, uma bolseira de pós-doutoramento da NASA que conduziu a investigação no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, revelou este inesperado mecanismo de “beijar e capturar” (kiss and capture), que pode ajudar os cientistas a compreender melhor como os corpos planetários se formam e evoluem.

Em vez de se destruírem mutuamente numa catástrofe cósmica, Plutão e Caronte rodaram juntos como um boneco de neve celestial, separando-se finalmente, mas permanecendo em órbita.

Ao considerarem algo que os cientistas planetários tinham ignorado durante décadas - a força estrutural dos mundos frios e gelados - os investigadores descobriram um tipo inteiramente novo de colisão cósmica.

Até esta descoberta, os cientistas achavam que o processo Plutão-Caronte teria sido idêntico ao da Terra-Lua

Durante décadas, os cientistas teorizaram que a lua invulgarmente grande de Plutão, Caronte, se formou através de um processo semelhante ao da lua da Terra - uma colisão maciça seguida do estiramento e deformação de corpos fluidos, disse Denton. Este modelo funcionou bem para o sistema Terra-Lua, onde o calor intenso e as massas maiores envolvidas significavam que os corpos em colisão se comportavam mais como fluidos.

No entanto, quando aplicado ao sistema Plutão-Caronte, mais pequeno e mais frio, esta abordagem não teve em conta um fator crucial: a integridade estrutural da rocha e do gelo. “Plutão e Caronte são diferentes - são mais pequenos, mais frios e feitos principalmente de rocha e gelo. Quando tivemos em conta a força real destes materiais, descobrimos algo completamente inesperado”, disse Denton.

plutão e a sua lua, Caronte
Os cientistas não tiveram em conta a integridade estrutural de Plutão e Caronte quando assumiram que o processo de criação poderia ser idêntico ao sistema Terra-Lua.

Utilizando simulações avançadas de impacto no cluster de computação de alto desempenho da U.A., a equipa de investigação descobriu que, em vez de se esticarem como massa de vidraceiro durante a colisão, Plutão e o proto-Caronte ficaram temporariamente colados, rodando como um único objeto em forma de boneco de neve antes de se separarem no sistema binário que observamos hoje.

O mecanismo encontrado neste processo é inédito

Um sistema binário ocorre quando dois corpos celestes orbitam em torno de um centro de massa comum. A maior parte dos cenários de colisão planetária são classificados como “bater e correr” ou “roçar e fundir”. O que os cientistas descobriram é algo completamente diferente - um cenário de 'beijar e capturar', em que os corpos colidem, ficam juntos por pouco tempo e depois separam-se, mantendo-se gravitacionalmente ligados”, disse Denton.

“O mais interessante deste estudo é que os parâmetros do modelo que funcionam para capturar Caronte acabam por colocá-la na órbita correta. Conseguimos duas coisas certas pelo preço de uma”.

Erik Asphaug, autor do estudo e professor do Laboratório Lunar e Planetário.

O estudo também sugere que tanto Plutão como Caronte permaneceram praticamente intactos durante a colisão, com grande parte da sua composição original preservada. Isto desafia os modelos anteriores que sugeriam uma extensa deformação e mistura durante o impacto, disse Denton.

New Horizons; Plutão
A primeira nave espacial a explorar Plutão de perto foi a New Horizons que vemos na imagem a passar pelo planeta anão e as suas luas.

Adicionalmente, o processo de colisão, incluindo a fricção das marés à medida que os corpos se separavam, depositou um calor interno considerável em ambos os corpos, o que pode fornecer um mecanismo para Plutão desenvolver um oceano subsuperficial sem necessitar de ser formado no sistema solar mais radioativo dos primórdios - uma restrição temporal que tem perturbado os cientistas planetários.

A equipa de investigação já está a planear estudos de seguimento para explorar várias áreas chave. A equipa quer investigar como as forças de maré influenciaram a evolução inicial de Plutão e Caronte quando estavam muito mais próximos, analisar como este cenário de formação se alinha com as caraterísticas geológicas actuais de Plutão e examinar se processos semelhantes podem explicar a formação de outros sistemas binários.

Referência da notícia

Denton, C.A., Asphaug, E., Emsenhuber, A. et al. Capture of an ancient Charon around Pluto. Nature Geoscience (2025).