O núcleo diluído de Júpiter continua a intrigar os cientistas

Júpiter guarda segredos no seu interior que continuam a deixar a comunidade científica intrigada.

O maior planeta do nosso Sistema Solar tem aquilo a que os investigadores chamam um "núcleo diluído" - uma região central que não apresenta limites bem definidos, como se supunha no passado. Em vez de um centro rochoso claramente separado e envolvido por camadas de gás, o núcleo de Júpiter mistura-se gradualmente com as camadas superiores ricas em hidrogénio, formando uma zona de transição suave.

Esta arquitectura pouco comum foi identificada pela primeira vez pela sonda Juno, da NASA, que orbita Júpiter desde 2016. A descoberta apanhou os astrónomos de surpresa, já que se acreditava que os planetas gigantes teriam núcleos muito mais nítidos.

O núcleo diluído de Júpiter e a surpresa da Juno

O enigma tornou-se ainda maior quando as observações indicaram que Saturno parece exibir uma estrutura semelhante de núcleo diluído.

Uma explicação popular para o núcleo difuso de Júpiter apontava para uma colisão catastrófica no início da história do planeta. Segundo esta hipótese, um objecto enorme - talvez com cerca de metade do material do núcleo de Júpiter - teria embatido no jovem planeta com tal violência que a região central ficou totalmente misturada.

Um impacto deste tipo teria sido tão extremo que baralharia as rochas e o gelo mais densos do centro de Júpiter com o hidrogénio e o hélio, mais leves, à sua volta.

Simulações da Durham University testam a teoria do grande impacto

Uma equipa de investigadores da Durham University decidiu testar a teoria do grande impacto com simulações computacionais exigentes. Em colaboração com cientistas da NASA, do SETI e da Universidade de Oslo, recorreram ao supercomputador DiRAC COSMA para modelar o que acontece quando objectos massivos colidem com planetas do tamanho de Júpiter.

O grupo realizou várias simulações com software de ponta, explorando diferentes cenários de impacto, incluindo colisões extremamente violentas. Para isso, aplicaram métodos novos que permitem representar melhor a forma como os materiais se misturam durante eventos tão catastróficos.

Os resultados foram inequívocos - e inesperados: nenhuma das simulações gerou um núcleo diluído estável como o que Júpiter realmente apresenta. Pelo contrário, os modelos indicaram que, após um grande impacto, o material rochoso mais denso assentaria rapidamente de novo, criando uma fronteira bem marcada entre o núcleo e as camadas externas de hidrogénio - exactamente o oposto do que a Juno observou.

"Vemos nas nossas simulações que este tipo de impacto literalmente abana o planeta até ao seu núcleo, mas não da forma certa para explicar o interior de Júpiter que observamos hoje." - Dr. Thomas Sandnes, Durham University.

O estudo, publicado na revista Notícias Mensais da Royal Astronomical Society, sugere que o núcleo diluído de Júpiter se formou através de um processo muito mais gradual.

Saturno, formação gradual e o que isto pode significar para exoplanetas

Em vez de resultar de uma única colisão dramática, esta estrutura invulgar terá surgido à medida que o planeta em crescimento foi incorporando lentamente materiais pesados e leves durante a sua formação, há milhares de milhões de anos. Esta ideia de formação gradual ganha força com o facto de Saturno também apresentar um núcleo diluído.

O Dr. Luis Teodoro, da Universidade de Oslo, salientou que a semelhança com Saturno reforça a noção de que núcleos diluídos não são produto de impactos raros e de energia extremamente elevada, mas sim algo que se desenvolve gradualmente ao longo do extenso processo de crescimento e evolução planetária.

As conclusões vão além do nosso Sistema Solar. Os astrónomos já descobriram muitos planetas do tamanho de Júpiter e Saturno a orbitar outras estrelas. Se os núcleos diluídos se formarem por via gradual, e não por acontecimentos catastróficos raros, isso sugere que grande parte desses mundos distantes poderá ter estruturas internas igualmente complexas.

A investigação mostra que, embora os grandes impactos tenham tido um papel importante na formação dos planetas, não conseguem explicar todas as características que observamos.

À medida que os cientistas continuam a estudar a nossa vizinhança estelar e os milhares de planetas para lá dela, enigmas como o núcleo de Júpiter lembram-nos que o Universo ainda reserva muitas surpresas.

Este artigo foi publicado originalmente pelo Universo Hoje. Leia o artigo original.