Um corpo rochoso e gelado do tamanho de Rhode Island está seguindo o líder com o sétimo planeta a partir do Sol, zunindo ao longo da órbita de Urano um sexto de uma revolução à frente do planeta. O corpo, apelidado de 2011 QF99, é o primeiro de seu tipo encontrado em círculo com Urano. Pesquisadores relatando na revista Science documentam sua detecção e mostram que provavelmente ela não está sozinha, prometendo uma imagem mais clara do jogo de pinball celestial em andamento nos confins do sistema solar.
Milhares de corpos similarmente posicionados existem em torno de Júpiter; Eles são chamados de Trojans porque cada um é nomeado para um personagem mitológico na Guerra de Tróia. Mas os cientistas acreditavam que a atração gravitacional em torno de Urano e Saturno , particularmente a atração de Júpiter, tornava improváveis companheiros semelhantes.
O que exatamente são Trojans? Sua história remonta ao século 18, quando um famoso matemático chamado Joseph-Louis Lagrange escreveu um ensaio sobre o problema de três corpos, identificando cinco posições onde os efeitos gravitacionais de um corpo orbitam outro corpo (pense no sistema Terra-Lua como um único corpo circulando o Sol) permitiria que um terceiro corpo menor permanecesse equilibrado. Quando localizado em qualquer um desses cinco pontos Lagrange, o terceiro corpo apareceria estacionário em relação aos outros dois. Três dessas cinco posições, chamadas L1, L3 e L3, seriam instáveis - se o terceiro corpo se afastasse um pouco de qualquer dessas posições, nunca poderia se recuperar do passo em falso. L1 e L2 são locais ideais para a colocação de satélites artificiais que estudam o Sol e o espaço, embora as trajetórias das espaçonaves precisem ser constantemente ajustadas para que permaneçam nesses pontos.
O sistema Sol-Terra tem cinco pontos Lagrange, onde uma terceira massa menor pode permanecer estacionária em relação ao Sol e à Terra. L2 é a futura casa do Telescópio Espacial James Webb, que irá olhar para o universo. Imagem via equipe de ciências da NASA / WMAP
Mas em dois pontos de Lagrange, apelidado de L4 e L5, o corpo seria puxado para trás, independentemente de como ele se movesse, fazendo com que ele se movesse ao redor do ponto como um ginasta em uma barra alta. De fato, vários corpos - muitos milhares - poderiam dançar em torno de cada ponto dentro de uma região alongada de estabilidade que contorna o caminho orbital do planeta. Um desses pontos fica 60 graus à frente desse caminho orbital e outro 60 graus atrás.
Outros sistemas de três corpos têm esses mesmos pontos de equilíbrio, e em 1906 os astrônomos encontraram um asteróide na região L4 da órbita de Júpiter ao redor do Sol, nomeando o corpo de Aquiles. Nos anos seguintes, mais asteróides de Tróia foram descobertos ao redor das L4 e L5 de Júpiter e, mais recentemente, trojans foram encontrados ao longo das órbitas de outros planetas, incluindo os de Marte, Netuno e até mesmo da Terra.
Mas nenhum havia aparecido para Urano ou Saturno - até agora. Como parte de uma pesquisa do Telescópio Canadá-França-Havaí projetada para procurar por pequenos corpos orbitando além do planeta mais distante, a Neptune, uma equipe de astrônomos avistou 2011 QF99 em três imagens tiradas uma hora de distância no mesmo trecho do céu. O brilho do objeto sugere que ele tem 60 quilômetros de diâmetro e sua órbita o distingue tão distante quanto Urano, mas outras observações em 2011 e 2012 o distinguiram de um Centauro, um corpo gelado instável que orbita o Sol e ocasionalmente cruza, mas não segue ou chumbo, órbitas planetárias. O estudo da equipe mostrou que o QF99 de 2011 estava à frente de Urano como um cachorro na coleira: era um cavalo de Tróia L4.
"Um troiano uraniano não era o foco de nossa pesquisa", diz Mike Alexandersen, astrônomo da Universidade da Columbia Britânica. "Quando percebemos o que era, estávamos como 'uau, uau'."
Ao contrário da maioria dos outros Trojans conhecidos, que adotaram suas posições atuais cedo durante a formação do sistema solar, o QF99 2011 foi provavelmente o primeiro Centauro e foi capturado em L4 mais tarde, capturado quando vazou para dentro de áreas mais distantes. As análises numéricas dos detalhes da órbita de 2011 QF99 sugerem que ele permanecerá como um Trojan por 70.000 anos antes, depois de um milhão de anos, ele vai além da região L4 de estabilidade e se junta aos Centauros.
2011 QF99, então, é um Trojan temporário. E simulações por Alexandersen e sua equipe , relataram pela primeira vez no novo documento , acham que 2011 QF99 não está sozinho. Cerca de 3% dos corpos pequenos no sistema solar externo compartilham uma órbita com Netuno ou Urano a qualquer momento. "Há muitos asteróides e cometas voando ao redor do sistema solar, e muitos deles cruzam as órbitas dos planetas e apenas uma pequena fração é capturada", diz ele. A captura é “um evento de baixa probabilidade. Intuitivamente, achamos que tinha uma probabilidade ainda menor ”.
Enquanto os Trojans mais permanentes têm muito a dizer sobre empurrões primordiais, os Trojans temporários - incluindo outros descobrindo orbitando Netuno e Terra - podem revelar informações sobre a quantidade de Centauros povoando os alcances inferiores, como exatamente eles chegaram lá e que caminhos eles seguem.
“Esses objetos instáveis, os centauros, muitas vezes se tornam cometas da família Júpiter, muitos dos quais se aproximam da Terra e poderiam, eventualmente, representar uma ameaça ao impacto”, diz Jonti Horner, um astrônomo da Universidade de New South Wales, que está envolvido no estudo. "Ser capaz de estudar esses objetos quando eles estão longe do Sol e, portanto, não escondidos por um coma cometário, pode nos dizer muito sobre cometas e outros objetos que podem ameaçar a Terra."
"É uma descoberta muito emocionante para mim e para outras pessoas que olham para os corpos pequenos do sistema solar", acrescentou.
Alexandersen, que observa que o risco de impacto é extremamente baixo, diz que os resultados falam de quanto ainda resta saber sobre o nosso sistema solar. Ele prevê que mais serão revelados enquanto os astrônomos continuam detectando objetos cada vez menores. "Se há um Trojan de 60 quilômetros, provavelmente existem dezenas de Trojans de um quilômetro", diz ele. "Nós apenas não podemos vê-los ainda."
