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EVIDÊNCIAS SUPORTAM CENÁRIO DE "COMEÇO A QUENTE" E FORMAÇÃO DE OCEANO EM PLUTÃO
26 de junho de 2020

 


Falhas extensionais (setas) à superfície de Plutão indicam expansão da crosta gelada do planeta anão, atribuídas à congelação de um oceano subsuperficial.
Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/SwRI/Alex Parker

 

A acreção de novo material durante a formação de Plutão pode ter gerado calor suficiente para criar um oceano líquido que persiste sob uma crosta gelada até aos dias de hoje, apesar da órbita do planeta anão, tão longe do Sol, situada nas frias regiões exteriores do Sistema Solar.

Este cenário de "começo a quente", apresentado num artigo publicado dia 22 de junho na revista Nature Geoscience, contrasta com a visão tradicional das origens de Plutão como uma bola de gelo e rocha, na qual a deterioração radioativa poderia eventualmente gerar calor suficiente para derreter o gelo se formar um oceano subterrâneo.

"Há muito tempo que as pessoas refletem sobre a evolução térmica de Plutão e a capacidade de um oceano sobreviver até aos dias atuais," disse o coautor Francis Nimmo, professor de ciências planetárias e da Terra na Universidade da Califórnia em Santa Cruz. "Agora que temos imagens da superfície de Plutão da missão New Horizons da NASA, podemos comparar o que vemos com as previsões de diferentes modelos de evolução térmica."

Dado que a água se expande quando congela e se contrai quando derrete, os cenários de começo a quente e começo a frio têm implicações diferentes para a tectónica e para as resultantes características à superfície de Plutão, explicou o autor principal Carver Bierson, estudante da mesma universidade.

"Se começou frio e o gelo derreteu internamente, Plutão teria contraído e deveríamos ver características de compressão na sua superfície, ao passo que se começou quente, teria expandido à medida que o oceano congelava e deveríamos ver características de extensão à superfície," disse Bierson. "Nós vemos muitas evidências de expansão, mas não vemos nenhuma evidência de compressão, de modo que as observações são mais consistentes com Plutão tendo começado com um oceano líquido."

A evolução térmica e tectónica de um Plutão com começo a frio é na realidade um pouco complicada, porque após um período inicial de derretimento gradual, o oceano à subsuperfície começaria a congelar novamente. Portanto, a compressão da superfície teria ocorrido cedo, seguida por uma extensão mais recente. Com um começo a quente, a extensão ocorreria ao longo da história de Plutão.

"As características mais antigas da superfície de Plutão são mais difíceis de descobrir, mas parece que houve uma extensão antiga e uma extensa moderna da superfície," disse Nimmo.

A questão seguinte foi ver se havia energia suficiente disponível para dar um começo quente a Plutão. As duas principais fontes de energia seriam o calor libertado pelo decaimento de elementos radioativos na rocha e a energia gravitacional libertada à medida que novos materiais bombardeavam a superfície do protoplaneta em crescimento.

Os cálculos de Bierson mostraram que, se toda a energia gravitacional ficasse retida como calor, inevitavelmente criaria um oceano líquido inicial. No entanto, na prática, grande parte dessa energia irradiaria para longe da superfície, especialmente se a acreção de novo material ocorresse lentamente.

"O modo como Plutão foi 'montado' em primeiro lugar é muito importante para a sua evolução térmica," disse Nimmo. "Se acumular material muito lentamente, o material quente à superfície irradia energia para o espaço, mas se acumular material rápido o suficiente, o calor fica preso no interior."

Os investigadores calcularam que se Plutão tiver sido formado durante um período inferior a 30.000 anos, teria começado quente. Se, ao invés, a acreção tiver ocorrido ao longo de alguns milhões de anos, um começo a quente só será possível se grandes impactos tiverem enterrado a sua energia a grandes profundidades.

As novas descobertas sugerem que outros grandes objetos da Cintura de Kuiper provavelmente também começaram quentes e podem ter tido oceanos iniciais. Estes oceanos podem persistir até aos dias de hoje nos objetos maiores, como os planetas anões Éris e Makemake.

"Mesmo neste ambiente frio e tão longe do Sol, todos estes mundos podem ter-se formado rapidamente e a quente, com oceanos líquidos," disse Bierson.

Além de Bierson e Nimmo, o artigo teve a coautoria de Alan Stern do SwRI (Southwest Research Institute), o investigador principal da missão New Horizons.

 


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// UC Santa Cruz (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Saiba mais

CCVAlg - Astronomia:
27/09/2016 - "Coração" de Plutão lança luz sobre possível oceano subterrâneo
24/06/2016 - Investigação reforça caso para um oceano subsuperficial em Plutão

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