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As quatro luas minúsculas de Plutão podem não ter nascido ao mesmo tempo que seu irmão maior, Charon., Enquanto estudos anteriores previam que todos os cinco satélites naturais surgiram a partir de Plutão após um impacto gigante esmagado no planeta anão, novas pesquisas sugerem que uma segunda colisão subsequente poderia ter formado os menores satélites.

the research, conducted by Benjamin Bromley (University of Utah) and Scott Kenyon (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian), appears in the August Astronomical Journal (full preprint here).Charon foi descoberto pela primeira vez em 1978., A Lua é tão grande em comparação com seu planeta que o centro de gravidade do par está fora de Plutão, levando muitos a se referir aos dois como um sistema binário. As quatro luas menores do sistema-Styx, Nix, Kerebos e Hydra — não foram descobertas até 2006, depois que a missão New Horizons da NASA já tinha começado sua jornada de dez anos para o sistema solar exterior.

desde a década de 1980, pesquisadores sugeriram que Caronte se uniu após um objeto esmagado em Plutão. Outras simulações sugeriram que as quatro luas menores poderiam ser detritos do mesmo impacto. Mas houve alguns problemas com este último cenário.,

“Se as pequenas luas se formassem com Plutão e Caronte, então eles teriam problemas para sobreviver às mudanças gravitacionais como Plutão e Caronte se estabeleceram a partir de sua origem dramática”, explica Bromley. As fortes interações de maré do par lentamente os separaram após sua formação e circularam suas órbitas. “O impacto desta dança externa — e seu impulso gravitacional e puxões — teria limpo a região onde algumas das luas estão hoje”, acrescenta Bromley.,Mark Showalter, membro da equipe da New Horizons, que liderou a campanha de observação que descobriu duas das luas, mas não estava envolvido no estudo atual, colocou em termos simples: “é difícil obter o material lá e é difícil mantê-lo lá.”

estimulado em parte pelas novas observações, Bromley decidiu explorar se os quatro satélites poderiam ter nascido em um segundo smashup., Trabalhando com Kenyon, Bromley descobriu que um impactor de pelo menos 1018 kg, aproximadamente 1.000 vezes menos massivo que Plutão ou Caronte, poderia ter esculpido as quatro luas da superfície de um dos mundos binários.

“esta parece ser uma solução elegante para os problemas com os modelos anteriores”, diz Showalter.

“Uma Solução Elegante”

Durante muitos anos, os dois de perto em órbita mundos apareceu como um único objeto, até que o astrônomo James Christy percebi que Plutão apareceu alongada em algumas imagens — e que o alongamento mudou de direção sobre o período de rotação de Plutão.,Plutão e Caronte são aproximadamente do mesmo tamanho em raio e massa, mas quando novos horizontes voaram em 2015, revelou que os dois mundos são bem diferentes. Enquanto Plutão é revestido com gelo de metano, Caronte é principalmente rocha, com apenas uma mancha de gelo vermelho em sua superfície. Partes de Plutão tinham poucas crateras, o que sugere que sua superfície continua a evoluir muito tempo depois que os cientistas pensaram que teria adormecido. Charon, por outro lado, possui uma paisagem cheia de crateras, provavelmente tão antiga quanto o próprio sistema solar.,novos horizontes também captaram um breve vislumbre das quatro luas minúsculas, revelando seus movimentos rápidos e orientações incomuns.intrigado, Bromley e Kenyon decidiram investigar novamente o modelo clássico que exigia que todas as cinco luas se formassem a partir do mesmo impacto. O nascimento de pequenas luas requerem um impacto de ejeção pelo menos 1018 kg de material de Caronte (semelhante à massa do pêndulo em si), apesar das incertezas sobre a composição do pêndulo e de Caronte afetar a estimativa de precisão., Os pesquisadores começaram a tentar determinar o tamanho de um objeto assim.

Rewinding the solar system back 4.5 billion years to its beginning is a complex process; a single change can result in completely new scenarios. Então os pesquisadores dependem da probabilidade para descobrir o que provavelmente aconteceu.

“é tudo sobre as probabilidades de um impacto, que não são grandes para começar”, diz Bromley. Isso é porque os objetos menores superam os seus irmãos maiores no Cinturão de Kuiper., Os pesquisadores também tiveram que calcular que corpo foi impactado, Caronte ou Plutão. O tamanho maior de Plutão significa que é um alvo mais provável do que sua lua, mas seu tamanho maior requer um KBO maior para esculpir a quantidade certa de material.

os pesquisadores descobriram que um impacto direto de um objeto de 50 quilômetros era o cenário mais provável, embora uma bala bem orientada de 30 quilômetros poderia ter ejetado material suficiente para construir as luas se atingisse Caronte exatamente na direita.,

à procura de sinais de um impacto Antigo

mas se um KBO maciço colidiu há muito tempo com o rocky Charon, teria deixado uma marca? Os investigadores acham que sim. Bromley diz que ele e Kenyon encontraram um potencial candidato, a cratera Dorothy, com 240 km de diâmetro. Embora o objeto que formou Dorothy provavelmente teria sido muito pequeno, com apenas 20 km de diâmetro, falta de conhecimento sobre o interior de Caronte significa que ele poderia ter sido maior e não pode ser completamente contado.,

No entanto, Showalter é um pouco cético que a superfície de Charon mostra sinais de tal impacto. “O modelo prevê que houve um, e apenas um, impacto em Caronte que era grande o suficiente para formar as luas pequenas”, diz ele. Ele esperaria então que houvesse uma única cratera excepcionalmente grande em Charon, mas nenhuma se destaca., “É um pouco difícil dizer que a superfície de Caronte realmente fornece qualquer evidência direta em apoio a este modelo”, diz Showalter. “Ainda assim, não podemos descartar isso.”

outra preocupação que Showalter levanta é que dois grandes objetos teriam que colidir com o sistema de Plutão, um para formar Charon e o segundo para criar as outras luas — um cenário improvável. “Como diz o ditado, os relâmpagos não atingem duas vezes no mesmo lugar”, diz ele. No entanto, acrescenta: “na realidade, às vezes acontece.,”

Bromley and Kenyon plan to continue their investigations, and Showalter too says, ” There is still more work to be done.”