Uma equipa de investigadores da Universidade de Zurique e do NCCR PlanetS (National Centre of Competence in Research PlanetS) está a desafiar a nossa compreensão do interior dos planetas do Sistema Solar. A composição de Úrano e Neptuno, os dois planetas mais exteriores, pode ser mais rochosa e menos gelada do que se pensava.

Os planetas do Sistema Solar são tipicamente divididos em três categorias com base na sua composição: os quatro planetas terrestres rochosos (Mercúrio, Vénus, Terra e Marte), seguidos pelos dois gigantes gasosos (Júpiter e Saturno) e, finalmente, pelos dois gigantes gelados (Úrano e Neptuno). De acordo com o trabalho realizado pela equipa científica da Universidade de Zurique, Úrano e Neptuno poderão ser mais rochosos do que gelados. O novo estudo não afirma que os dois planetas azuis sejam de um tipo ou de outro, ricos em água ou em rocha, mas desafia a ideia de que ricos em gelo seja a única possibilidade. Esta interpretação é também consistente com a descoberta de que o planeta anão Plutão tem uma composição predominantemente rochosa.

A equipa desenvolveu um processo de simulação único para o interior de Úrano e Neptuno. "A classificação de gigante de gelo está demasiado simplificada, uma vez que Úrano e Neptuno ainda são pouco conhecidos", explica Luca Morf, estudante de doutoramento na Universidade de Zurique e principal autor do estudo. "Os modelos baseados na física eram demasiado fundamentados em pressupostos, enquanto os modelos empíricos são demasiado simplistas. Combinámos ambas as abordagens para obter modelos interiores que são simultaneamente "agnósticos" ou imparciais e, no entanto, são fisicamente consistentes". Para tal, começam por criar um perfil de densidade aleatório para o interior do planeta. Depois, calculam o campo gravitacional planetário que é consistente com os dados observacionais e inferem uma possível composição. Finalmente, o processo é repetido para obter a melhor correspondência possível entre os modelos e os dados observacionais.

Uma nova gama de possibilidades

Com o seu novo modelo agnóstico, mas totalmente físico, a equipa da Universidade de Zurique descobriu que a potencial composição interna dos "gigantes de gelo" do nosso Sistema Solar não se limita apenas ao gelo (tipicamente representado pela água). "É algo que sugerimos pela primeira vez há quase 15 anos e agora temos a estrutura numérica para o demonstrar", revela Ravit Helled, professor na Universidade de Zurique e criador do projeto. A nova gama de composições internas mostra que ambos os planetas podem ser ricos em água ou em rocha.

O estudo traz também novas perspetivas sobre os intrigantes campos magnéticos de Úrano e Neptuno. Ao passo que a Terra tem polos magnéticos norte e sul bem definidos, os campos magnéticos de Úrano e Neptuno são mais complexos, com mais de dois polos. "Os nossos modelos têm as chamadas camadas de "água iónica" que geram dínamos magnéticos em locais que explicam os campos magnéticos não-dipolares observados. Também descobrimos que o campo magnético de Úrano tem origem mais profunda do que o de Neptuno", explica Ravit Helled.

A necessidade de novas missões espaciais

Embora os resultados sejam prometedores, subsistem algumas incertezas. "Uma das principais questões é o facto de os físicos ainda não compreenderem como os materiais se comportam nas condições exóticas de pressão e temperatura que se encontram no coração de um planeta, o que pode ter impacto nos nossos resultados", diz Luca Morf, que planeia expandir os modelos no futuro.

Apesar das incertezas, os novos resultados também abrem caminho a novos cenários potenciais de composição interior, desafiam pressupostos de décadas e orientam a futura investigação em ciência dos materiais em condições planetárias. "Tanto Úrano como Neptuno podem ser gigantes rochosos ou gigantes de gelo, dependendo dos pressupostos do modelo. Os dados atuais são insuficientes para distinguir os dois e, por isso, precisamos de missões dedicadas a Úrano e Neptuno que possam revelar a sua verdadeira natureza", conclui Ravit Helled.

// Universidade de Zurique (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

Quer saber mais?

Úrano:
NASA
The Nine Planets
Wikipedia

Neptuno:
NASA
The Nine Planets
Wikipedia