"Os Dias do Futuro" na Antena 1

Irá para o ar neste Sábado 28, às 14:08, na Antena 1, o programa "Os Dias do Futuro" de Edgar Canelas que desta vez tem como tema: os pequenos corpos do Sistema Solar. Tiveram a gentileza de me convidar. Não sendo o programa em directo ao referirem o meu blog moribundo senti-me na obrigação de o reanimar. Os programas anteriores podem ser descarregados da página do próprio programa na Antena 1.

Haumea: o planeta-anão e plutóide 2003EL61 foi baptizado.

A União Astronómica Internacional finalmente baptizou o Objecto Trans-Neptuniano (136108) 2003EL6. "Haumea", deusa Hawaiiana dos partos e da fertilidade. Haumea é também, em princípio, um planeta-anão, por ter suficiente massa para possuir uma forma de equilíbrio gravitacional (no seu caso bastante achatada), também poderá ser classificado de plutóide por ter um período de translação superior a 200 anos. Como se pode ver, tudo algo complicado.

Mais complicada ainda é a história da sua descoberta. Pablo Santos-Sanz, José Luis Ortiz e Francisco Aceituno, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (Granada, Espanha) anunciaram a sua descoberta a 27 de Julho de 2005. Na altura tudo indicava ser um pouco maior que Plutão o que o poderia classificar como o décimo planeta. Mas pouco depois o bem mais famoso Mike Brown, do Caltech (Pasadena, EUA), anuncia que ele e sua equipa já tinham identificado esse objecto em 2003, não o tornando público, e acusa a equipa espanhola de lhe ter roubado a descoberta. A história assume os contornos de um romance de espionagem e a comunidade astronómica internacional não consegue encontrar forma de lidar com a questão. Nasce o debate sobre a justiça de manter uma descoberta secreta durante tanto tempo e a justiça de correr para anunciar descobertas antes dos outros. As opiniões parecem dividir-se por igual.

Plutóides, a nova classe de objectos do Sistema Solar

A União Astronómica Internacional (UAI/IAU) anuncia em comunicado de imprensa mais uma categoria de objectos do Sistema Solar: os Plutóides.

Os Plutóides são corpos celestes que orbitam em torno do Sol para além de Neptuno que possuem massa suficiente para que a sua auto-gravidade supere as forças de corpo rígido de forma a que assumam uma forma de equilíbrio hidrostático (quase esférica) e que não tenham limpado a vizinhança da sua órbita. Ou seja, os Plutóides são os Planetas-Anões que se encontrem para além de Neptuno (30 vezes a distância da Terra ao Sol), ou de forma equivalente os Planetas-Anões Trans-Neptunianos ou da Cintura de Kuiper.

A Cintura de Kuiper (ou os Objectos Trans-Neptunianos, se preferirem) foi descoberta apenas em 1992. Presentemente já foram identificados cerca de 1300 objectos nesta cintura, entre os quais Eris que tudo indica ser ligeiramente maior que Plutão. Eris é agora um Plutóide.

Notemos que a questão de um corpo ser suficientemente maciço para entrar em equilíbrio hidrostático não é muito clara, bem como a noção de limpar a vizinhança. Entraremos sempre em questões como: e se juntar mais um quilinho já está em equilíbrio hidrostático? Ou: quanto lixo posso deixar perto da minha órbita e ainda a considerar limpa?

Em Agosto de 2006, quando a UAI definiu o conceito de Planeta para o nosso Sistema Solar, deixou em aberto o nome para os Planetas-Anões da Cintura de Kuiper. Talvez para apaziguar as águas devido à despromoção de Plutão. O nome sugerido na altura foi "Plutons", o que em português daria Plutões e seria algo confuso. A questão da tradução de "Plutons" para as línguas românicas gerar alguma confusão foi levantanda. Uma vez que a expresssão "Pluton" já era utilizada também em Geologia para um certo tipo de rochas o nome ficou em aberto.

Para gerar alguma confusão, existe uma família de Objectos Trans-Neptunianos chamada Plutinos. Os Plutinos são todos os objectos da Cintura de Kuiper com uma órbita semelhante à de Plutão. Semelhante no sentido que enquanto Plutão gira em torno do Sol 2 vezes o planeta Neptuno gira 3. É por esta razão que embora Plutão cruze a órbita de Neptuno nunca choca com ele. Actualmente conhecem-se cerca de 100 objectos com a mesma propriedade, ou seja, 100 Plutinos.

O Planeta Anão Eris: maior e mais maciço que Plutão.

O objecto trans-Neptuniano, e planeta anão, Eris, volta à carga. Mike Brown e Emily Schaller, publicaram na revista Science a medição da massa conjunta de Eris e sua lua Dysnomia através dos parâmetros orbitais da lua Dysnomia (ver os links).

Para a determinação da órbita de Dysnomia foram utilizados o telescópio de 10 metros Keck (Mauna Kea, Hawaii) e o Telescópio Espacial Hubble (de 2.4 metros).

A lua Dysnomia, orbita em torno de Eris a uma distância de 17430 km com um período orbital 15.77 dias. Eris e Dysnomia, juntos, possuem uma massa de 1.66x10^22 kg, ou seja: 27% mais maciços que Plutão. Dado o diâmetro de 2400 km de Eris, conclui-se que possui uma densidade de 2.3 g/cm^3. Um valor semelhante ao dos maiores Objectos Trans-Neptunianos que contrasta com as densidades típicas dos trans-Neptunianos mais pequenos (menores que 1 g/cm^3).

Estes resultados parecem confirmar que os Objectos Trans-Neptunianos mais pequenos são mais porosos e menos ricos em material rochoso que os maiores.

Objectos Trans-Neptunianos feitos em cacos

Mike Brown e colaboradores descobrem a primeira família colisional de Objectos Trans-Neptunianos, também conhecidos por objectos da Cintura de Kuiper. Os resultados já haviam sido anunciados por K. Barkume, aluna de doutoramento de Mike Brown, em Outubro de 2006 na conferência da Division for Planetary Sciences, em Pasadena, E.U.A. O artigo acaba de sair na revista Nature (Brown et al. 2007, Nature, 446, 294-296).

O trabalho identifica um grupo de Objectos Trans-Neptunianos (abreviado por TNOs) como os "restos" resultantes de uma violenta colisão entre dois corpos. Este grupo de TNOs era caracterizado pela presença de fortes bandas de absorção devido ao gelo de água na sua superfície, não se detectando a presença de gelo de metano. Note-se que 3 dos maiores TNOs, Plutão (2320 km de diâmetro), Eris (2400 km) e 2005FY9 (cerca de 1600-2000 km) possuem gelo de metano na sua superfície. Os TNOs sem metano normalmente revelam pouco ou nenhum gelo de água (falamos aqui apenas da superfície, o interior é outra questão). Porém os objectos: 2003EL61 (cerca de 1500 km), 1995SM55, 1996TO66, 2002TX300, 2003OP32, 2005RR43 e o S/2005(2003EL61)1 - o satélite mais brilhante do 2003EL61-, possuem fortes bandas de absorção devido ao gelo de água não se detectando a presença de gelo de metano. Este facto chamou a atenção para estes objectos.

Uma análise da sua dinâmica orbital mostrou que todos estes objectos possuem órbitas semelhantes à do 2003EL61 concluindo-se que são de facto os "restos" da colisão entre o proto-2003EL61 (i.e. o antigo 2003EL61) e um outro objecto. As simulações sugerem que 20% da massa do proto-2003EL61 pode ser lançada para o espaço se colidir com um objecto de 60% do seu tamanho a cerca de 3 km/s (10000 km/h).

O facto do 2003EL61 ter a forma de uma bola de râguebi, possuir dois satélites, ter uma densidade de massa bastante elevada e um "dia" de apenas 4 horas era já um indicador que, no passado, este objecto tinha sofrido uma colisão violenta que ejectara o seu manto de gelos original deixando-o com dois satélites e forma de melão.

Para nos apercebermos da dificuldade desta descoberta, imaginemos uma "festa" numa loja de faianças em que cada pessoa tem um bastão de basebol... No dia seguinte vamos olhar para os cacos e tentar descobrir se havia um dálmata de loiça e onde estava sentado. A comparação não é exagerada.

O estudo dos Trans-Neptunianos, feito nos limites das capacidades dos maiores telescópios, continua a surpreender.

Plutão: uma questão de Estado!?

A questão do estatuto de Plutão parece persistir para além do razoável. O estado do Novo México (EUA) pretende declarar Plutão como um planeta e chamar ao dia 13 de Março o "Dia do Planeta Plutão", ainda que aparentemente apenas este ano (ver os links para esta notícia e para a proposta legislativa ).

A descoberta de Plutão foi anunciada a 13 de Março de 1930, por Clyde Tombaugh. O anuncio foi propositadamente feito nesse dia por ser também o dia do aniversário de Persival Lowell. Lowell tinha proposto a existência de um planeta para além de Neptuno, chamando-lhe Planeta-X. Apesar dos seus esforços para detectar o Planeta-X, chegando a fundar o Observatório Lowell (Flagstaff, Arizona, EUA), faleceu em 1916 não o conseguindo observar.

A definição de planeta pode ser algo subjectiva e delicada. Mas, na verdade, do ponto de vista do estudo de Plutão pouco importa como é classificado. Está lá, é interessante, logo estuda-se. A proposta do Novo México até é engraçada se a virmos como elogio fúnebre. Mas se a moda pega ainda poderemos começar a ver o "Dia da Terra Plana", o "Dia do Geocentrismo", ou mesmo o "Dia do Criacionismo".

Os Objectos Trans-Neptunianos hectométricos, estão lá ou não?

Em Agosto de 2006, publicámos no Astronomical Journal a primeira detecção de Objectos Trans-Neptunianos (TNOs, ou Objectos da Cintura de Kuiper) com centenas de metros de diâmetro: Roques et al., 2006, Exploration of the Kuiper Belt by High-Precision Photometric Stellar Occultations: First Results, AJ, 132, 819-822. Esta descoberta implica a existência de uma grande população de pequenos objectos, no Sistema Solar, entre as 50 e as 150 Unidades Astronómicas, região que anteriormente todas as observações astronómicas indicavam encontrar-se vazia. O Observatório de Paris emitiu um comunicado de imprensa sobre a descoberta.

Utilizando técnicas de ocultação estelar, i.e. diminuição da luminosidade de uma estrela pela passagem de um objecto à sua frente, foi possível a detecção de dois objectos para além de Neptuno: um a uma distância ao Sol de 140 Unidades Astronómicas (1 UA = distância média da Terra ao Sol, i.e. 150 milhões de kilómetros) com 320 metros de diâmetro, e outro, o mais distante, a 210 UA com 300 metros. Foi também detectado um terceiro objecto com 110 metros a uma distância de 15 UA. Estes objectos foram também os objectos mais distantes do Sistema Solar até hoje detectados.

Existem muitos objectos no Sistema Solar cuja órbita em certos momentos ultrapassa as 100 e 200 UA, porém foram sempre detectados quando se encontravam mais próximos do Sol. Além do mais, todos os Objectos Trans-Neptunianos detectados anteriormente foram detectados por observação directa, i.e. imagem física do objecto. Devido às enormes distâncias a que se encontram e à capacidade actual dos maiores telescópios do mundo todos os TNOs detectados por imagem directa possuem diâmetros superiores à dezena de kilómetros.

Os três objectos anunciados foram detectados analizando cerca de 2 milhões de imagens obtidas em duas noites de observação com o Telescópio William Hershell (WHT), de 4.2 metros (La Palma, Ilhas Canárias). Imagens estas com a duração de 2 centésimos de segundo cada e realizadas a intervalos de menos de um milésimo de segundo.

No mesmo mês de Agosto, é publicado na Nature, independentemente, a detecção de 58 objectos Trans-Neptunianos de diâmetros inferiores as 100 m: Chang et al, 2006, Occultation of X-rays from Scorpius X-1 by small trans-neptunian objects, Nature, 442, 660-663. Neste caso detectados com dados do satélite de raios-X RXTE (NASA), utilizando um método semelhante.

Com estes dois trabalhos parecia segura a existência de "TNOs hectométricos". No entanto, acaba de estar disponível no astro-ph o artigo Jones et al., 2007, Millisecond Dips in Sco X-1 are Likely the Result of High-Energy Particle Events (ainda não aceite para publicação) afirmando que as detecções de Chang et al. (2006) não são, de facto, pequenos TNOs mas sim "raios-cósmicos" que acertaram nos detectores do RXTE.

Este trabalho não invalida o de Roques et al (2006) mas diminui, para já, a sua força ao invalidar as detecções independentes de Chang et al. (2006). Apesar da possível não-detecção de TNOs hectométricos com o RXTE, continuo convencido que as detecções com o WHT são reais. Eles existem e outros serão detectados.

Plutão não é um planeta

Em 1992, Jewitt & Luu identificam o primeiro Objecto Trans-Neptuniano: 1992QB1. A Cintura de Kuiper, cuja existência se especulava desde os anos 30, fora descoberta. Presentemente, já foram identificados mais de 1200 objectos na Cintura de Kuiper. Fazendo parte desta cintura, Plutão viu a sua a classificação como planeta comprometida. Após o anúncio da descoberta de Eris (2003UB313) por Brown, Trujillo & Rabinowitz, em 2005, Plutão ficou definitivamente condenado.

A questão pode parecer estranha mas não existia uma definição estrita de planeta. A distinção entre planeta e estrela é ainda assunto de bastante debate no que concerne aos planetas extra-solares. Porém, relativamente ao Sistema Solar todos acreditávamos saber quem era e quem não era planeta. Bastou uma reunião para se concluir que não o sabemos como gostaríamos.

A União Astronómica Internacional (IAU), na sua XXVI Assembleia Geral, em Praga, de 16 a 24 de Agosto de 2006, propunha-se a estabelecer uma definição de planeta. A proposta inicial, na sua essência, estabelecia apenas a massa e a esfericidade como critérios para que um objecto que não fosse um satélite fosse um planeta. De certa forma estabelecia-se que apenas o tamanho interessava: Plutão continuaria um planeta. Porém, após imenso debate foi decidido tomar também em consideração, como critério adicional, o controlo gravitacional da sua região orbital. Ou seja, era agora também necessário ter limpado a sua região orbital de outros objectos: Plutão já não seria um planeta. Foi também acordado que a definição de planeta se restringiria apenas aos objectos do Sistema Solar. Os planetas extra-solares continuam sem uma definição precisa.

No dia 24, foi aprovada a Resolução 5A [tradução do site da IAU ]:

"[...] A IAU decide, consequentemente, que “planetas” e outros corpos no nosso Sistema Solar, excepto satélites, sejam definidos em três categorias distintas da seguinte forma:

(1) Um “planeta" (ver nota 1) é um corpo celeste que (a) está em órbita em torno do Sol, (b) tem massa suficiente para que sua auto-gravidade supere as forças de corpo rígido de modo que assuma uma forma de equilíbrio hidrostático (quase esférica), e (c) limpou a vizinhança em torno de sua órbita. 

(2) “Um planeta anão” é um corpo celeste que (a) está em órbita em torno do Sol, (b) tem massa suficiente para que sua auto-gravidade supere as forças de corpo rígido de modo que assuma uma forma de equilíbrio hidrostático (quase esférica) - ver nota 2-, (c) não limpou a vizinhança em torno de sua órbita, e (d) não é um satélite.

(3) Todo os restantes objectos (ver nota 3), excepto os satélites, que orbitam o Sol serão denominados colectivamente como “pequenos corpos do Sistema Solar”.

Nota 1: Os oito “planetas” são: Mercúrio, Vénus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, e Neptuno.
Nota 2: Será criado um processo da IAU para colocar os objectos do limiar na categoria de planeta anão ou noutras categorias.
Nota 3: Estes incluem, actualmente, a maioria dos asteróides do Sistema Solar, a maioria dos Objectos Trans-Neptunianos (TNOs), cometas e outros pequenos corpos."

Foi também aprovada a Resolução 6A:

"[...] A IAU decide também:

Plutão é um “planeta anão” pela definição anterior e é reconhecido como o protótipo de uma nova categoria dos objectos trans-Neptunianos (ver nota 1).

Nota 1: Será criado um processo da IAU para seleccionar um nome para esta categoria."

Confesso que me agrada a despromoção de Plutão. Se Plutão tivesse sido descoberto depois de 1992 nunca teria sido classificado como planeta. Objectivamente ou não, as palavras são importantes. Porém, a nova definição possui os seus quês. Subjectivamente, não me parece muito feliz a escolha do termo "planeta anão" para algo que não é um planeta. Objectivamente, os conceitos 1b-2b e 1c-2c são mais vagos do que possa parecer e poderão surgir problemas. Não que tenha ouvido ideia melhor, note-se. O problema aqui resume-se ao Paradoxo de Sorites, atribuído a Eubulides de Mileto, que o Doutor Nuno Crato gosta de citar. Ou seja: em que ponto um monte de trigo deixa de ser um monte de trigo à medida que eu tiro grãos de trigo?

Se existirem objectos muito próximos do limiar de transição entre planeta anão e pequeno corpo, como provavelmente existirão, iremos ter situações em que um dia o objecto é um pequeno corpo por 1 km de diâmetro e no outro será um planeta anão porque foi obtida uma medição mais precisa do seu diâmetro. A questão de limpar a vizinhança será também delicada. Qual o número máximo e o tamanho mínimo de poeiras / pequenos corpos permitidos na vizinhança para que esta se considere limpa? Problemas como estes farão a delícia dos descontentes com a despromoção de Plutão.

Mas... do ponto de vista científico, será esta questão verdadeiramente importante? Em minha opinião: na prática sim, em teria não. Não: porque em teoria a Ciência não se interessará mais ou menos por Plutão, ou qualquer outro objecto, por causa de uma classificação subjectiva. Sim: porque a Ciência também vive de impactos sociais e políticos. No entanto, deste ponto de vista, penso que o saldo será positivo. Plutão pode ter perdido alguma importância aos olhos da sociedade mas, de repente, todos os outros planetas anões ganharam-na.

Notas: São imensos os artigos e opiniões sobre esta questão. Há, no entanto, dois sites de visita obrigatória: a página de David Jewitt, com particular ênfase para o artigo (em inglês) "On Pluto, perception & planetary politics", e a página de Mike Brown, um dos descontentes com a despromoção.