O termo "planeta anão" ganhou popularidade sem precedentes nos últimos dois anos. Como parte de uma categorização tripla de objetos orbitando o Sol, este termo foi adotado em 2006 devido à descoberta de objetos além da órbita de Netuno, comparáveis em tamanho a Plutão. Desde então, tem sido usado para descrever muitos objetos do sistema solar, derrubando o antigo sistema de classificação, que tinha nove planetas.
Além disso, este termo gerou confusão e controvérsia, em particular, associada à sua aplicação a corpos como Plutão. No entanto, a União Astronômica Internacional (IAU) reconhece cinco corpos em nosso sistema solar como planetas anões, seis mais serão identificados nos próximos anos e cerca de 200 desses corpos podem estar dentro do cinturão de Kuiper.
Definição
De acordo com a definição adotada pela IAU em 2006, um planeta anão é “um corpo celeste orbitando uma estrela que tem massa suficiente para ser arredondada por sua própria gravidade, mas não limpa a região mais próxima de planetesimais e não é um satélite. Além disso, deve ter massa suficiente para superar a resistência à compressão e atingir o equilíbrio hidrostático."
Em essência, o termo se refere a qualquer objeto de massa planetária que não seja um planeta nem um satélite natural que atenda a dois critérios básicos. Primeiro, deve estar em órbita direta do Sol e não ser a lua ao redor de outro corpo. Em segundo lugar, deve ser maciço o suficiente para assumir uma forma esférica sob a influência de sua própria gravidade. E, ao contrário de um planeta, não precisa limpar os arredores ao redor de sua órbita.
Tamanho e peso
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Para que um corpo seja arredondado, ele deve ser maciço o suficiente para que a gravidade se torne a força dominante que afeta a forma do corpo. A pressão interna gerada por esta massa fará com que a superfície se torne plástica, alisando altas elevações e preenchendo depressões. Corpos pequenos com menos de um quilômetro de diâmetro não fazem isso (como os asteróides), eles são controlados por forças externas às suas próprias forças gravitacionais, que tendem a manter formas irregulares.
Os maiores objetos transnetunianos conhecidos (TNO)
Enquanto isso, corpos com vários quilômetros de diâmetro - quando a gravidade é significativa, mas não dominante - tomam a forma de um esferóide ou "batata". Quanto maior o corpo, maior sua pressão interna, até que se torne suficiente para superar a força de compressão interna e atingir o equilíbrio hidrostático. Nesse ponto, o corpo se torna o mais redondo possível, dados seus efeitos de rotação e maré. Esta é a definição do limite de um planeta anão.
No entanto, a rotação também pode afetar a forma do planeta anão. Se o corpo não girar, será uma esfera. Quanto mais rápido ele gira, mais alongado ou versátil ele se tornará. Um exemplo extremo disso é Haumea, que é quase duas vezes mais longo no eixo principal do que nos pólos. As forças da maré também fazem com que a rotação do corpo se torne gradualmente bloqueada pela maré e o corpo permaneça voltado para o companheiro com um lado. Um exemplo extremo de tal sistema é Plutão - Caronte, ambos os corpos estão travados entre si.
O IAU não define os limites superior e inferior para o tamanho e a massa dos planetas anões. Embora o limite inferior seja determinado pela obtenção de uma forma hidrostática de equilíbrio, o tamanho ou massa na qual esse objeto atinge essa forma depende de sua composição e história térmica.
Por exemplo, corpos feitos de silicatos duros (como asteróides rochosos) devem atingir o equilíbrio hidrostático com um diâmetro de cerca de 600 quilômetros e uma massa de 3,4 x 10 ^ 20 kg. Para um corpo menos rígido feito de gelo de água, esse limite será mais próximo de 320 km e 10 ^ 19 kg. Como resultado, atualmente não existe um padrão específico para definir um planeta anão com base em seu tamanho ou massa, mas em vez disso, geralmente é definido com base em sua forma.
Posição orbital
Além do equilíbrio hidrostático, muitos astrônomos insistiram em traçar uma linha entre os planetas e os planetas anões com base em sua incapacidade de "limpar a vizinhança de sua órbita". Em suma, os planetas podem remover corpos menores perto de suas órbitas por meio de colisão, captura ou perturbação gravitacional, enquanto os planetas anões não têm a massa necessária para conseguir isso.
Para calcular a probabilidade de um planeta sair de sua órbita, os cientistas planetários Alan Stern e Harold Levinson apresentaram um parâmetro que eles designam pela letra "lambda".
Este parâmetro expressa a probabilidade de uma colisão dependendo do desvio dado da órbita do objeto. O valor deste parâmetro no modelo Stern é proporcional ao quadrado da massa e inversamente proporcional ao tempo e pode ser usado para estimar o potencial de um corpo para limpar a vizinhança de sua órbita.
Astrônomos como Stephen Soter, cientista da Universidade de Nova York e pesquisador do Museu Americano de História Natural, sugerem o uso desse parâmetro para traçar uma linha entre planetas e planetas anões. Soter também propôs um parâmetro que ele chama de discriminante planetário - denotado pela letra mu - que é calculado dividindo a massa de um corpo pela massa total de outros objetos na mesma órbita.
Planetas anões reconhecidos e possíveis
Existem atualmente cinco planetas anões: Plutão, Eris, Makemake, Haumea e Ceres. Ceres e Plutão sozinho foram observados o suficiente para estar indiscutivelmente nesta categoria. A IAU determinou que objetos transneptunianos não nomeados (TNOs) com uma magnitude absoluta mais brilhante que +1 (e matematicamente limitada a um diâmetro mínimo de 838 km) devem ser classificados como planetas anões.
Os candidatos potenciais atualmente em consideração incluem Orc, 2002 MS4, Salazia, Kwavar, 2007 OR10 e Sedna. Todos esses objetos estão localizados no cinturão de Kuiper; com exceção de Sedna, que é considerado separadamente - uma classe separada de TNOs dinâmicos no sistema solar externo.
É possível que existam mais 40 objetos no sistema solar que podem ser corretamente designados como planetas anões. Estima-se que até 200 planetas anões podem ser encontrados no cinturão de Kuiper após estudá-lo e, além desse cinturão, seu número pode exceder 10.000.
Discordâncias
Imediatamente após a decisão da IAU sobre a definição do planeta, vários cientistas expressaram seu desacordo. Mike Brown (líder do grupo Caltech que descobriu Eris) concorda em reduzir o número de planetas para oito. No entanto, vários astrônomos como Alan Stern criticaram a definição de IAU.
Stern argumenta que, como Plutão, Terra, Marte, Júpiter e Netuno, também não limpam completamente suas zonas orbitais. A Terra gira em torno do Sol com 10.000 asteróides próximos à Terra, que Stern estima que não consigam limpar a órbita da Terra. Júpiter, entretanto, é acompanhado por 100.000 asteróides Trojan em seu caminho orbital.
Em 2011, Stern se referiu a Plutão como um planeta e considerou outros planetas anões como Ceres e Eris, bem como grandes luas, como planetas complementares. No entanto, outros astrônomos argumentam que, embora os grandes planetas não limpem suas órbitas, eles têm controle total sobre as órbitas de outros corpos dentro de sua zona orbital.
Outra aplicação controversa da nova definição de planetas diz respeito a planetas fora do sistema solar. Os métodos de detecção de objetos extrasolares não determinam diretamente se um objeto sai da órbita, apenas indiretamente. Como resultado, em 2001, a IAU aprovou definições "funcionais" separadas para planetas extrasolares, incluindo o critério duvidoso: "A massa / tamanho mínimo necessário para que um objeto extrasolar seja considerado um planeta deve corresponder aos parâmetros aceitos para o sistema solar."
Embora nem todos os membros da IAU sejam a favor da adoção dessa definição de planetas e planetas anões, a NASA anunciou recentemente que usará as novas diretrizes estabelecidas pela IAU. No entanto, o debate sobre a decisão de 2006 ainda está em andamento, e podemos esperar novos desenvolvimentos nesta frente, quando mais "planetas anões" forem descobertos e identificados.
É bastante fácil definir um planeta anão pelos padrões IAU, mas encaixar o sistema solar em um sistema de classificação de três camadas se tornará mais difícil à medida que nossa compreensão do universo se expandir.
Ilya Khel
