O núcleo de Plutão foi provavelmente criado por uma antiga colisão

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Uma enorme característica em forma de coração na superfície de Plutão tem intrigado os astrónomos desde que a sonda New Horizons da NASA a capturou numa imagem de 2015. Agora, os investigadores acreditam ter resolvido o mistério de como surgiu o coração distinto e podem revelar novas pistas sobre. as origens do planeta anão.

Esta característica é chamada de “Tombo Regio” em homenagem ao astrônomo Clyde Tombaugh, que descobriu Plutão em 1930. Mas os cientistas dizem que o núcleo não é todo um elemento. Durante décadas, detalhes sobre a elevação, geologia e forma distinta de Tombo Reggio, bem como a sua superfície altamente reflexiva, que é mais branca e brilhante que o resto de Plutão, escaparam à explicação.

Uma bacia profunda chamada Sputnik Planitia, que forma o “lóbulo esquerdo” do núcleo, abriga grande parte do gelo de nitrogênio encontrado em Plutão.

A bacia cobre uma área de 745 por 1.242 milhas (1.200 km por 2.000 km), que é cerca de um quarto do tamanho dos Estados Unidos, mas também é 1,9 a 2,5 milhas (3 a 4 km) mais baixa em altitude do que a maioria do Estados Unidos. Superfície do planeta. Enquanto isso, o lado direito do núcleo também contém uma camada de gelo de nitrogênio, mas é muito mais fina.

Através de novas pesquisas sobre o Sputnik Planitia, uma equipe internacional de cientistas determinou que um evento cataclísmico criou o núcleo. Após uma análise que incluiu simulações numéricas, os investigadores concluíram que um corpo protoplanetário com cerca de 700 quilómetros de diâmetro, ou aproximadamente o dobro do tamanho da Suíça de leste a oeste, provavelmente colidiu com Plutão no início da história do planeta anão.

Esses resultados fazem parte de um estudo sobre Plutão e sua estrutura interna publicado nesta segunda-feira na revista Astronomia da natureza.

Anteriormente, a equipa estudou características invulgares em todo o Sistema Solar, como as do outro lado da Lua, que provavelmente foram criadas por colisões durante os caóticos primeiros dias de formação do sistema.

Os investigadores criaram simulações numéricas usando software de hidrodinâmica de partículas suaves, que é a base para uma ampla gama de estudos de colisão planetária, para modelar diferentes cenários dos possíveis impactos, velocidades, ângulos e composições de uma colisão teórica de um corpo planetário com Plutão.

Os resultados mostraram que o corpo planetário provavelmente colidiria com Plutão num ângulo oblíquo, em vez de frontalmente.

“O núcleo de Plutão é tão frio que (o corpo rochoso que colidiu com o planeta anão) permaneceu muito sólido e não derreteu apesar do calor da colisão, e graças ao ângulo da colisão e à baixa velocidade, o núcleo de o corpo em colisão não derreteu”, disse o Dr. Harry Ballantyne, principal autor do estudo e co-pesquisador da Universidade de Berna, na Suíça, em um comunicado: “Ele não afundou no coração de Plutão, mas permaneceu. intacto como um golpe nele.”

Mas o que aconteceu ao corpo planetário após a sua colisão com Plutão?

“Em algum lugar abaixo do Sputnik estão os restos do núcleo de outro objeto massivo, que Plutão nunca digeriu”, disse o coautor do estudo Eric Asfaugh, professor do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, em um comunicado.

A equipe descobriu que o formato de lágrima do Sputnik Planitia é resultado do núcleo frio de Plutão, bem como da velocidade relativamente baixa do próprio impacto. Outros tipos de efeitos mais rápidos e diretos teriam criado uma aparência mais simétrica.

“Estamos habituados a pensar nas colisões planetárias como eventos incrivelmente intensos onde podemos ignorar os detalhes, exceto coisas como energia, momento e densidade. Mas num sistema solar distante, as velocidades são muito mais lentas e o gelo sólido é forte, por isso. você tem que ser mais preciso em seus cálculos.” ​​Este “é onde a diversão começa”.

Ao estudar a característica do coração, a equipe também se concentrou na estrutura interna de Plutão. Um impacto no início da história de Plutão teria criado um défice de massa, fazendo com que o Sputnik Planitia migrasse lentamente em direção ao pólo norte do planeta anão ao longo do tempo, enquanto o planeta ainda estava em formação. Isso ocorre porque a bacia é menos massiva que o seu entorno, de acordo com as leis da física, explicaram os pesquisadores no estudo.

No entanto, o Sputnik Planitia está localizado perto do equador do planeta anão.

Pesquisas anteriores sugeriram que Plutão poderia ter um oceano subterrâneo e, se assim fosse, a crosta gelada acima do oceano subterrâneo seria mais fina na região do Sputnik Planitia, criando uma protuberância densa de água líquida e fazendo com que a massa migrasse em direção ao equador, segundo o estudo. disseram os autores.

Mas o novo estudo oferece uma explicação diferente para a localização da vantagem.

“Nas nossas simulações, o manto primitivo de Plutão foi completamente escavado pelo impacto, e à medida que o material do núcleo do impactador é espalhado sobre o núcleo de Plutão, cria um excedente de massa local que poderia explicar a migração em direção ao equador sem um oceano subterrâneo, ou no máximo um oceano subterrâneo”, disse o Dr. “É muito fino”, disse o co-autor do estudo Martin Goetze, pesquisador sênior em pesquisa espacial e ciência planetária no Instituto de Física da Universidade de Berna.

Kelsey Singer, cientista principal do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado e vice-co-investigador principal da missão New Horizons da NASA, que não esteve envolvido no estudo, disse que os autores fizeram um trabalho minucioso explorando a modelagem e desenvolvendo suas hipóteses, embora eles teriam gostado. Ela vê uma “conexão mais próxima com as evidências geológicas”.

“Por exemplo, os autores sugerem que a parte sul do Sputnik Planitia é muito profunda, mas muitas das evidências geológicas foram interpretadas como sugerindo que o sul é menos profundo que o norte”, disse Singer.

Os investigadores acreditam que a nova teoria sobre o núcleo de Plutão poderá lançar mais luz sobre como o misterioso planeta anão se formou. As origens de Plutão permanecem um mistério, uma vez que está localizado no limite do sistema solar e só foi estudado de perto pela missão New Horizons.

“Plutão é um vasto país das maravilhas com uma geologia única e fascinante, por isso hipóteses mais criativas para explicar essa geologia são sempre úteis”, disse Singer. “O que ajudaria a distinguir entre as diferentes hipóteses é ter mais informações sobre o que está abaixo da superfície de Plutão. Só podemos conseguir isso enviando uma nave espacial para a órbita de Plutão, talvez usando um radar que possa observar através do gelo.”