O planeta Júpiter, vendo-se claramente a mancha vermelha.
Crédito: NASA

Na formação do sistema solar, o modelo padrão definia um tipo de formação semelhante para os gigantes gasosos. Mas afinal, quando há cinco mil milhões se formaram os planetas gasosos Júpiter e Saturno, parece que o mecanismo de formação de cada um destes planetas terá sido radicalmente diferente.

De facto, modelos computacionais desenvolvidos quase sem aproximações tomando em consideração experiências em que o hidrogénio é levado a pressões semelhantes daquelas que são medidas no interior dos dois planetas levaram cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos da Universidade da Califórnia  a efectuar esta afirmação.

Didier Saumon da Divisão de Física Aplicada de Los Alamos, trabalhando em colaboração com um francês criou modelos que estabelecem a existência de elementos pesados no núcleo denso de Saturno enquanto que esses elementos se encontrarão disseminados por todo o interior de Júpiter que possuirá no máximo um pequeno se núcleo, se é que possui algum. O estudo que foi publicado esta semana no Astrophysical Journal, mostra que elementos como o ferro, o silício, o carbono, o azoto e o oxigénio se encontrarão concentrados no núcleo no caso de Saturno e que se encontrarão distribuídos pelo planeta no caso de Júpiter o que leva a concluir que o processo de formação terá sido necessariamente  diferente.

Saturno, o Senhor dos Anéis.
Crédito: NASA

Saumon usou dados recolhidos de diferentes experiências de compressão por choque que mostram como o hidrogénio se comporta a  pressões milhões de vezes maiores que as da nossa atmosfera, ou seja, a pressões semelhantes às que se verificam no interior de Júpiter e Saturno. Estas experiências que permitiram determinar a equação de estado de fluidos simples (como é o caso do hidrogénio) nas gamas de alta pressão e alta densidade a que ocorre a transformação que conduz à formação do deutério, o isótopo do hidrogénio que contém um protão e um neutrão.

Nesta colaboração com o francês T. Guillot do Observatório da Cote d'Azur, Saumon fez correr cerca de 50.000 modelos das estruturas internas dos dois planetas que incluiam todas as possíveis variações permitidas quer pelas observações astronómicas quer pelas medidas experimentais realizadas em laboratório.

Saumon espera que os dados da estrutura interna de  Saturno que venham a ser obtidos com a sonda Cassini permitam afinar alguns dos parâmetros que possuem alguma incerteza de modo a ajustar completamente o modelo à realidade observada neste planeta.

Tal como os restantes gigantes gasosos e o Sol, Júpiter e Saturno são compostos essencialmente por gases. Destes cerca de 70% é hidrogénio, sendo o restante constituído por hélio e por pequenas quantidades de elementos mais pesados. Anteriormente, a distribuição destes elementos no interior dos planetas era difícil de calcular pois a equação de estado do hidrogénio não era bem conhecida.

Embora estes resultados mostrem que a formação terá sido diferente ainda não surgiram quaisquer mecanismos de formação que distingam claramente os processos de formação de Júpiter e Saturno. Espera-se que os dados da sonda Cassini possam ajudar a clarificar essa diferença.

Links:

Press Release:
http://www.lanl.gov/worldview/news/releases/archive/04-067.shtml

Laboratório de Los Alamos:
http://www.lanl.gov/worldview/

Saturno:
http://www.ccvalg.pt/astronomia/astronline/saturno.htm
http://www.ga-esec-pinheiro-rosa.rcts.pt/sistema_solar/saturno.htm
http://oficina.cienciaviva.pt/escolajoaoafonso/saturno.htm

Júpiter:
http://www.ccvalg.pt/astronomia/astronline/jupiter.htm
http://www.ga-esec-pinheiro-rosa.rcts.pt/sistema_solar/jupiter.htm