Novo modelo de formação de cometas revisa a teoria de sua origem
São raras as visitas que recebemos todos os anos, de viajantes procedentes das profundezas do espaço. Geralmente em missão de paz, esses intrusos passam suficientemente perto para serem vistos e depois seguem seu caminho.
Esses visitantes esporádicos são cometas, um aglomerado globular de gelo e poeira que se desgarrou de sua morada habitual ─ de alguns milhares a dezenas de milhares de vezes a distância da Terra ao Sol: a nuvem de Oort, assim chamada em homenagem ao astrônomo holandês Jan Oort, que previu sua existência em 1950.
Acredita-se que essa nuvem abrigue bilhões ou mesmo trilhões de cometas que ocasionalmente são lançados em trajetórias que os conduzem para dentro do Sistema Solar, por causa da passagem de estrelas próximas ou outras interações com outros objetos da Via Láctea.
Durante raros e extremos encontros estelares, muitos cometas da nuvem de Oort são arremessados para longe e alguns deles acabam executando órbitas que se aproximam da Terra, eventualmente podendo colidir com ela. Algumas teorias sustentam que essa precipitação de cometas poderia explicar alguns eventos de extinção na Terra, como por exemplo, o impacto de um asteróide ou cometa há 65 milhões de anos, provável causa da extinção dos dinossauros.
O senso comum sobre a dinâmica dos cometas há muito tempo sustenta que os cometas que conseguiram escapar de Júpiter ou Saturno, sem serem atraídos pelo efeito gravitacional desses dois planetas massivos, procedem da parte externa da nuvem de Oort, onde perturbações externas ao Sistema Solar podem ser sentidas com mais intensidade. Isso pode explicar a enorme extensão das órbitas cometárias, que levam centenas de anos para serem percorridas. A teoria é válida somente durante precipitação de cometas provocada pela passagem próxima de estrelas, e as violentas perturbações gravitacionais atraem os cometas da nuvem de Oort para dentro do Sistema Solar.
Estudo recente, publicado na Science online, sustenta que a maioria dos cometas que penetram no Sistema Solar ─ ou seja, que conseguem vencer a barreira formada por Júpiter-Saturno ─ de fato tem origem, em grande número, na ausência de uma perturbação gravitacional violenta, o que provocaria uma chuva de cometas. O mecanismo revelado pelos autores descarta a hipótese de precipitação de cometas teriam sido responsáveis pelas extinções em massa no passado.
Os objetos mais próximos do centro da nuvem Oort podem ser temporariamente lançados para as bordas por meio de interações com planetas massivos, de acordo com uma simulação feita pelo doutorando Nathan Kaib e seu orientador, Thomas Quinn, ambos da University of Washington, em Seattle. Segundo Kaib, esses cometas muito afastados podem, repentinamente, adquirir uma órbita mais longa e serem mais perturbados gravitacionalmente pelo meio interestelar, e ter suas órbitas tão alteradas, que não sentem o efeito da barreira formada por esses planetas massivos, ao retornar à região planetária: “Eles simplesmente saltam sobre a barreira Júpiter-Saturno.”
Kaib e Quinn estimam que mais da metade dos cometas provenientes da nuvem de Oort alcança nossas vizinhanças dessa forma, e pelo menos dois pesquisadores da área concordam que a simulação parece correta. "Esse mecanismo, essa trajetória dinâmica, como chamamos, poderia funcionar e contribuir significativamente", avalia Paul Weissman, pesquisador do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL, na sigla em inglês), da Nasa, em Pasadena, Califórnia, não envolvido no estudo de Kaib e Quinn.
A pesquisa apresenta uma nova opção para a formação de cometas, pois "isso não tinha sido pensado antes e provavelmente ajudará a resolver problemas ─ onde existem discrepâncias entre o modelo convencional e as observações”, observa Scott Tremaine, astrofísico do Instituto de Estudos Avançados em Princeton, Nova Jersey, que também não participou desse estudo sobre a nuvem de Oort.
"Uma das questões é, que do ponto de vista convencional, o processo de formação cometária é bastante ineficiente. Para produzir o número de cometas que chegam até nós, seria necessário um disco protoplanetário realmente massivo, o que parece ser incompatível com as melhores estimativas feitas a partir de outras fontes", comenta Tremaine. "Isso poderia ajudar a resolver o problema".
Kaib e Quinn usaram o novo mecanismo, e o número observado de cometas, para fixar um limite superior para a quantidade de material contido no interior da nuvem de Oort. Considerando a eficiência do processo que permite aos cometas do interior da nuvem chegar até nós, “seria difícil incluir mais corpos, sem produzir um fluxo de cometas maior que o que observamos hoje”, analisa Kaib.
Usando esse limite superior, os pesquisadores criaram um modelo estatístico para estimar quantos cometas poderiam ter impactado na Terra em precipitações cometárias nas últimas centenas de milhões de anos. Kaib e Quinn encontraram um bombardeio de cometas no fim do Eoceno ─ cerca de 35 milhões de anos ─ que, segundo alguns pesquisadores, teriam provocado uma extinção parcial. Este provavelmente foi o maior evento observado nos últimos 500 milhões de anos.
Segundo Kaib, em termos estatísticos, aproximações de estrelas deveriam ocorrer a cada 50 ou 100 milhões de anos, por isso, o processo foi proposto como um possível mecanismo capaz de produzir esses eventos de extinção. No entanto, nós mostramos que é possível produzir um evento menor, e que não é necessário um mecanismo robusto para produzir múltiplos eventos de extinção.
O alcance dessas descobertas para desvendar a história de extinções na Terra, provavelmente, receberá mais críticas que o novo mecanismo proposto para a produção de cometas. “Claro, qualquer extrapolação é perigosa”, adverte Tremaine. “Esse que é um resultado interessante, mas não o mais importante do artigo, porque esse tipo de cálculo sempre envolve alguma extrapolação”.
Weissman avalia que os eventos de extinção estão associados a precipitação de cometas, e não a cometas em geral, e que mesmo uma quantidade reduzida de precipitação de cometas pode ter exercido papel relevante nas extinções. “Se a maior precipitação cometária observada não provocou uma grande extinção, isso não significa que outras precipitações não teriam provocado ou que provocarão grandes extinções”, e acrescenta que, provavelmente, a responsável por extinguir espécies não é a multiplicidade de eventos, mas sua intensidade.
Segundo Weissman, impactos no passado ─ provocados por precipitações ou objetos isolados associados à distribuição esperada de tamanho dos cometas ─ permitiram prever a ocorrência de vários grandes impactos, e cada um deles, poderia sim, ter provocado uma extinção.
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