Estudo indica que Vênus destruiu sua própria lua no passado

O astrofísico Stephen Kane, da UC Riverside, demonstrou por meio de simulações orbitais que Vênus absorveu sua própria lua após uma colisão provocada pela rotação do planeta. O trabalho publicado no Astrophysical Journal apresenta uma resposta matemática para a ausência de corpos menores ao redor do segundo astro a partir do Sol.

A rotação do planeta dura 243 dias terrestres e segue em sentido retrógrado, o que desacelera qualquer objeto em órbita próxima por meio da força de maré. O modelo formulado pela equipe da UC Riverside comprovou que essa velocidade de giro impede a sustentação de um satélite estável. Esse mecanismo físico puxou o antigo satélite para baixo até a destruição total.

A rocha espacial ruiu completamente.

Efeito gravitacional forçou aproximação constante

Nas simulações conduzidas por Stephen Kane, uma eventual lua com massa similar à da Terra perderia altitude de forma contínua em vez de se afastar gradualmente como acontece no sistema Terra e Lua. Ao analisar as forças mecânicas que atuam em corpos celestes lentos, o pesquisador observou que o atrito gerado pelas deformações gravitacionais drena o momento angular do satélite e faz sua trajetória orbital encolher continuamente em direção à superfície venusiana ao longo dos milênios. A aproximação acelerou à medida que a distância entre os dois corpos diminuiu. O impacto descarregou energia térmica na crosta.

O processo eliminou fragmentos residuais. Os escombros gerados pela colisão precipitaram sobre a superfície em camadas densas de lava durante as fases geológicas primitivas.

Fatores que selaram o destino da lua de Vênus

Os cálculos publicados no Astrophysical Journal detalham as etapas da perda orbital a partir dos parâmetros físicos avaliados pela equipe:

• A rotação retrógrada de 243 dias inverteu o sentido habitual da transferência de torque gravitacional.
• A proximidade com o Sol intensificou as forças de maré solares e acelerou o declínio orbital do satélite.
• O limite de Roche determinou a ruptura mecânica do satélite antes da queda final dos detritos sobre o solo.

A atração exercida pelo Sol funcionou como um freio complementar. O campo de gravidade solar limitou a área de estabilidade chamada esfera de Hill ao redor de Vênus.

Qualquer objeto que tentasse se afastar cairia na gravidade do Sol, enquanto órbitas internas sofriam o puxão venusiano. Stephen Kane identificou que nenhum satélite com mais de dez quilômetros de diâmetro conseguiria sobreviver aos dois limites concorrentes por mais de dezenas de milhões de anos. O resultado valida a hipótese de que o planeta não começou isolado no Sistema Solar. A estrutura dinâmica do sistema expulsou ou consumiu seus parceiros.

Diferenças entre as trajetórias de Vênus e da Terra

Na Terra, o movimento de rotação completa um ciclo a cada 24 horas e impulsiona a Lua para fora à taxa de cerca de quatro centímetros por ano. Em Vênus, a rotação excessivamente arrastada gerou o efeito inverso e atraiu a massa secundária para o centro.

Stephen Kane afirmou que a dinâmica de marés opera com precisão matemática em qualquer sistema planetário. O cientista informou que os mesmos cálculos se aplicam à busca de satélites em exoplanetas rochosos fora do Sistema Solar. A detecção de mundos com giros lentos pode descartar a presença duradoura de luas nesses ambientes remotos.

Perguntas que os dados orbitais ainda precisam responder

Os dados computacionais não determinam se Vênus sofreu uma colisão gigante anterior para adquirir seu sentido retrógrado de giro.

Uma linha de cientistas da UC Riverside planeja verificar se as futuras sondas espaciais conseguirão identificar anomalias químicas na crosta associadas ao choque do satélite. A composição isotópica das rochas na superfície fornecerá evidências diretas do material fundido na crosta venusiana. O mapeamento da atmosfera superior medirá a presença de gases residuais daquela época.

A equipe da UC Riverside analisa agora modelos de impacto com corpos de proporções menores nas camadas profundas do manto de Vênus. As análises prosseguem na universidade com dados colhidos por observatórios astronômicos terrestres.