O gigante de gás Júpiter, que foi nomeado em homenagem ao rei dos deuses no panteão romano, sempre cumpriu seu nome. Além de ser o maior planeta do Sistema Solar - com duas vezes e meia a massa de todos os outros planetas juntos - ele também possui um campo magnético incrivelmente poderoso e as tempestades mais intensas de qualquer planeta do Sistema Solar.
Além disso, abriga algumas das maiores luas do Sistema Solar (conhecidas como luas da Galiléia) e possui luas mais conhecidas do que qualquer outro planeta. E graças a uma pesquisa recente liderada por Scott S. Sheppard, da Carnegie Institution of Science, mais doze luas foram descobertas. Isso eleva o número total de luas conhecidas em torno de Júpiter para 79 e pode fornecer uma nova visão da história do Sistema Solar.
A equipe foi liderada por Scott S. Sheppard e incluiu Dave Tholen (Universidade do Havaí) e Chad Trujillo (Universidade do Norte do Arizona). Foi essa mesma equipe que sugeriu a existência de um planeta massivo nos confins do Sistema Solar (Planeta 9 ou Planeta X) em 2014, com base no comportamento incomum de certas populações de Objetos Trans-Netunianos extremos (eTNOs).
Curiosamente, foi enquanto Sheppard e seus colegas estavam caçando esse planeta indescritível que avistaram a primeira dessas novas luas em 2017. Como Sheppard explicou em um recente comunicado de imprensa da Carnegie:
“Aconteceu que Júpiter estava no céu perto dos campos de pesquisa onde estávamos procurando objetos extremamente distantes do Sistema Solar, então pudemos, acidentalmente, procurar novas luas em torno de Júpiter e, ao mesmo tempo, procurando planetas à margem do nosso Sistema Solar. Sistema."
As descobertas iniciais foram feitas usando o telescópio Blanco de 4 metros no Observatório Interamericano Cerro Tololo (CTIO) no Chile. Eles foram então confirmados com a ajuda da Câmera de Energia Escura (DECam), que foi adicionada ao telescópio Blanco como passado da Pesquisa de Energia Escura. Dados adicionais foram fornecidos pelos telescópios Magellan de 6,5 metros dos Observatórios Carnegie.
As órbitas das luas recém-descobertas foram então calculadas por Gareth Williams, do Minor Planet Center (MPC) da União Astronômica Internacional, com base nas observações da equipe. "São necessárias várias observações para confirmar que um objeto realmente orbita Júpiter", disse ele. "Então, todo o processo levou um ano."
Como você pode ver na imagem acima, duas das luas recém-descobertas (indicadas em azul) fazem parte do grupo interno que têm órbitas progressivas (ou seja, elas orbitam na mesma direção que a rotação do planeta). Eles completam uma única órbita em pouco menos de um ano e têm distâncias orbitais e ângulos de inclinação semelhantes. Esta é uma indicação possível de que essas luas são fragmentos de uma lua maior que foi separada, possivelmente devido a uma colisão.
Nove das novas luas (indicadas em vermelho) fazem parte do grupo externo distante que tem órbitas retrógradas, o que significa que orbitam na direção oposta à rotação de Júpiter. Essas luas levam cerca de dois anos para completar uma única órbita de Júpiter e são agrupadas em três grupos orbitais que têm distâncias e inclinação semelhantes. Como tal, eles também são pensados para ser remanescentes de três luas maiores que se separaram devido a colisões passadas.
A equipe observou outra lua que não se encaixa em nenhum dos grupos e é diferente de qualquer lua conhecida que orbita Júpiter. Essa “lua esquisita” é mais distante e mais inclinada do que as luas progrades e leva cerca de um ano e meio para orbitar Júpiter, o que significa que sua órbita atravessa as luas retrógradas externas. Por causa disso, é muito mais provável que colisões frontais com as luas retrógradas, que estão orbitando na direção oposta.
A órbita dessa lua ímpar também foi confirmada por Bob Jacobson e Marina Brozovic no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em 2017. Isso foi motivado em parte para garantir que a lua não se perdesse antes de chegar ao local previsto em sua órbita durante a recuperação. observações feitas em 2018. Como Sheppard explicou,
“Nossa outra descoberta é realmente estranha e tem uma órbita como nenhuma outra lua joviana conhecida. Também é provável que a menor lua conhecida de Júpiter tenha menos de um quilômetro de diâmetro ... Essa é uma situação instável. As colisões frontais rapidamente se separariam e triturariam os objetos.
Aqui também, a equipe pensa que esta lua poderia ser os restos de uma lua uma vez maior; neste caso, um que tinha uma órbita progressiva que formou algumas das luas retrógradas através de colisões passadas. A lua estranha já tem um nome sugerido - Valetudo, após a bisneta de Júpiter, a deusa da saúde e higiene no panteão romano.
Além de aumentar a contagem total de lua de Júpiter, o estudo do que moldou as histórias orbitais da lua pode ensinar aos cientistas muito sobre o período mais antigo do Sistema Solar. Por exemplo, o fato de as menores luas nos vários grupos orbitais de Júpiter (prograde, retrógrada) ainda serem abundantes sugere que as colisões que as criaram ocorreram após a era da formação do planeta.
De acordo com a hipótese nebular da formação do sistema solar, o Sol ainda estava rodeado por um disco protoplanetário rotativo naquele momento - ou seja, o gás e a poeira a partir da qual os planetas se formaram. Por causa de seus tamanhos - de 1 a 3 km - essas luas teriam sido mais influenciadas pelo gás e pela poeira ao redor, o que causaria um arrasto em suas órbitas e as faria cair para dentro de Júpiter.
O fato de essas luas ainda existirem mostra que elas provavelmente se formaram após a dissipação desse gás e poeira. A esse respeito, essas luas são muito parecidas com cápsulas do tempo ou registros geológicos, preservando pedaços da história de formação e evolução de Júpiter (e os sistemas solares).
Esta pesquisa foi parcialmente financiada por uma bolsa de Astronomia Planetária da NASA e foi possível graças à assistência de vários observatórios. Isso inclui o telescópio Discovery Channel de 4 metros no Lowell Observatory Arizona, o telescópio Subaru de 8 metros e o telescópio de 2,2 metros da Universidade do Havaí e o telescópio Gemini de 8 metros no Havaí.
