Compreender a evolução inicial de Júpiter ajuda a iluminar a história mais abrangente de como o nosso Sistema Solar desenvolveu a sua estrutura distinta. A gravidade de Júpiter, frequentemente designada como o "arquiteto" do nosso Sistema Solar, desempenhou um papel fundamental na definição das trajetórias orbitais dos outros planetas e ao esculpir o disco de gás e poeira a partir do qual se formaram.

Num novo estudo publicado na revista Nature Astronomy, Konstantin Batygin, professor de ciências planetárias no Instituto de Tecnologia da Califórnia; e Fred C. Adams, professor de física e astronomia na Universidade de Michigan; fornecem uma visão detalhada do estado primordial de Júpiter. Os seus cálculos revelam que cerca de 3,8 milhões de anos após a formação dos primeiros sólidos do Sistema Solar - um momento chave em que o disco de material à volta do Sol, conhecido como nebulosa protoplanetária, se estava a dissipar - Júpiter era significativamente maior e tinha um campo magnético ainda mais poderoso.

"O nosso objetivo final é compreender de onde viemos, e a determinação das fases iniciais da formação dos planetas é essencial para resolver o quebra-cabeças", diz Batygin. "Isto aproxima-nos da compreensão de como se formou não só Júpiter, mas todo o Sistema Solar".

Batygin e Adams abordaram esta questão estudando as pequenas luas de Júpiter, Amalteia e Tebe, que orbitam ainda mais perto de Júpiter do que Io, a mais pequena e mais próxima das quatro grandes luas galileanas do planeta. Dado que Amalteia e Tebe têm órbitas ligeiramente inclinadas, Batygin e Adams analisaram estas pequenas discrepâncias orbitais para calcular o tamanho original de Júpiter: aproximadamente o dobro do seu raio atual, com um volume previsto equivalente a mais de 2000 Terras. Os investigadores também determinaram que o campo magnético de Júpiter nessa altura era cerca de 50 vezes mais forte do que é atualmente.

Uma ilustração de Júpiter com linhas de campo magnético a sair dos seus polos. Crédito: K. Batygin

Adams sublinha a marca notável que o passado deixou no atual Sistema Solar: "É espantoso que, mesmo após 4,5 mil milhões de anos, subsistam pistas suficientes para nos permitir reconstruir o estado físico de Júpiter no início da sua existência".

É importante notar que estas informações foram obtidas através de restrições independentes que contornam as incertezas tradicionais dos modelos de formação planetária - que muitas vezes se baseiam em suposições sobre a opacidade do gás, a taxa de acreção ou a massa do núcleo de elementos pesados. Em vez disso, a equipa concentrou-se na dinâmica orbital das luas de Júpiter e na conservação do momento angular do planeta - grandezas que são diretamente mensuráveis. A sua análise estabelece um retrato claro de Júpiter no momento em que a nebulosa solar circundante se evaporou, um ponto de transição crucial quando os materiais de construção para a formação de planetas desapareceram e a arquitetura primordial do Sistema Solar ficou estabelecida.

Os resultados acrescentam pormenores cruciais às teorias existentes sobre a formação planetária, que sugerem que Júpiter e outros planetas gigantes à volta de outras estrelas se formaram através da acreção do núcleo, um processo pelo qual um núcleo rochoso e gelado acumula rapidamente gás. Estes modelos fundamentais foram desenvolvidos ao longo de décadas por muitos investigadores. Este novo estudo baseia-se nessa fundação ao fornecer medições mais exatas do tamanho de Júpiter, da sua rotação e das condições magnéticas numa altura inicial e crucial.

Batygin salienta que, embora os primeiros momentos de Júpiter permaneçam obscurecidos pela incerteza, a investigação atual clarifica significativamente a nossa imagem das fases críticas de desenvolvimento do planeta. "O que estabelecemos aqui é um ponto de referência valioso", diz ele. "Um ponto a partir do qual podemos reconstruir com mais confiança a evolução do nosso Sistema Solar".

// Caltech (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (arXiv)

Quer saber mais?

Júpiter:
NASA
CCVAlg - Astronomia
Nine Planets
Wikipedia

Sistema Solar:
CCVAlg - Astronomia
Wikipedia

Formação e evolução do Sistema Solar:
Wikipedia