MADRID 23 set. (EUROPA PRESS) -
Mercúrio pode ter sido formado pela colisão entre dois corpos de massas semelhantes e não pela perda de grande parte de sua massa após uma colisão com um grande corpo celeste, de acordo com uma nova pesquisa.
A formação de Mercúrio continua sendo um mistério não resolvido. O planeta mais próximo do Sol tem um núcleo metálico desproporcionalmente grande - responsável por cerca de 70% de sua massa - e um manto rochoso relativamente pequeno.
Até agora, a explicação mais amplamente aceita era que Mercúrio perdeu grande parte de sua crosta e manto após uma colisão catastrófica com um grande corpo celeste. Entretanto, simulações dinâmicas mostram que esse tipo de impacto, envolvendo corpos de massas muito diferentes, é extremamente raro.
Um novo estudo propõe uma explicação alternativa baseada em um tipo de evento muito mais comum no início do sistema solar: uma quase colisão entre corpos de massas semelhantes. As descobertas foram publicadas na revista Nature Astronomy.
O primeiro autor do estudo foi Patrick Franco, astrônomo PhD do Observatório Nacional do Brasil e pesquisador de pós-doutorado do Institut de Physique du Globe em Paris, França.
"Por meio de simulação, mostramos que a formação de Mercúrio não requer colisões excepcionais. Um impacto de pastoreio entre dois protoplanetas de massas semelhantes pode explicar sua composição. Esse é um cenário muito mais plausível do ponto de vista estatístico e dinâmico", diz Franco. Nosso trabalho se baseia na descoberta, obtida em simulações anteriores, de que as colisões entre corpos muito desiguais são eventos extremamente raros. As colisões entre objetos de massas semelhantes são mais comuns, e o objetivo do estudo foi justamente verificar se essas colisões seriam capazes de produzir um planeta com as características observadas em Mercúrio", explica Franco, citado pela FAPESP.
Essa possível colisão teria ocorrido em um estágio relativamente tardio da formação do sistema solar, quando corpos rochosos de tamanhos semelhantes estavam competindo por espaço nas regiões internas, mais próximas do Sol.
Eram objetos em evolução, dentro de um berçário de embriões planetários, interagindo gravitacionalmente, alterando suas órbitas e até colidindo, até que restassem apenas as configurações orbitais bem definidas e estáveis que conhecemos hoje", explica Franco.
MÉTODO AMPLAMENTE UTILIZADO EM COSMOLOGIA
Para recriar esse cenário hipotético, os pesquisadores usaram um método numérico computacional chamado "hidrodinâmica de partículas suavizadas" (SPH). O SPH pode simular gases, líquidos e materiais sólidos em movimento, especialmente em contextos que envolvem grandes deformações, colisões ou fragmentações.
Amplamente utilizado em cosmologia, astrofísica e dinâmica planetária, bem como em engenharia e computação gráfica, esse método emprega a função Lagrangiana, desenvolvida por Joseph Louis Lagrange (1736-1813). Essa função descreve a evolução de um sistema ao considerar como cada ponto individual ou partícula constituinte se move no espaço ao longo do tempo.
Diferentemente do formalismo Euleriano (desenvolvido por Leonhard Paul Euler, 1707-1783), que observa o que acontece em pontos fixos no espaço, a função Lagrangiana segue o ponto de vista da partícula em movimento.
"Usando simulações detalhadas em hidrodinâmica de partículas suavizadas, descobrimos que é possível reproduzir com alta precisão a massa total de Mercúrio e sua incomum proporção de metal-silicato. A margem de erro do modelo foi inferior a 5%", diz Franco.
Essa abordagem ajuda a explicar por que Mercúrio tem uma massa total baixa, apesar de seu grande núcleo metálico, e por que ele retém apenas uma fina camada de material rochoso.
"Presumimos que Mercúrio teria inicialmente uma composição semelhante à dos outros planetas terrestres. A colisão teria removido até 60% de seu manto original, o que explicaria sua maior metalicidade", explica o pesquisador.
Onde estão os detritos? Além disso, o novo modelo evita uma limitação dos cenários anteriores. Nesses cenários, o material arrancado durante a colisão é reincorporado pelo próprio planeta. Se esse fosse o caso, Mercúrio não teria a atual desproporção entre o núcleo e o manto. Mas, no modelo que propomos, dependendo das condições iniciais, parte do material arrancado poderia ser ejetado e nunca mais voltar, o que preserva a desproporção entre o núcleo e o manto, argumenta Franco.
A pergunta óbvia nesse caso é onde o material ejetado foi parar. Se o impacto ocorreu em órbitas próximas, uma possibilidade é que esse material tenha sido incorporado por outro planeta em formação, talvez Vênus. Essa é uma hipótese que ainda precisa ser mais bem investigada, diz o pesquisador.
De acordo com Franco, o modelo proposto pode ser estendido para investigar a formação de outros planetas rochosos e contribuir para nossa compreensão dos processos de diferenciação e perda de material no início do sistema solar.
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