Equipe de pesquisador do Observatório Nacional apresenta novas descobertas sobre o sistema Chiron e seus anéis

Uma equipe liderada pelo pesquisador do Observatório Nacional (ON/MCTI) Dr. Gustavo Madeira teve um estudo aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal. O trabalho revela que o sistema de anéis do centauro (2060) Chiron é muito mais dinâmico e complexo do que se imaginava. 

Centauros são corpos gelados que orbitam entre Júpiter e Netuno, e o (2060) Chiron é o primeiro centauro a ser descoberto e o mais famoso. Chiron exibe características tanto de asteroides quanto de cometas, pois, embora siga uma órbita típica de asteroides, já apresentou episódios de atividade cometária, com emissão de gás e poeira. 

Também conhecido como Quíron, Chiron possui um sistema complexo composto por quatro anéis distintos, estando três destes inseridos em um amplo disco de material. 

No trabalho aceito pela The Astrophysical Journal, a equipe do Dr. Gustavo demonstrou, utilizando simulações numéricas, que parte do material observado ao redor de Chiron só pode sobreviver em órbita por alguns anos. Isso implica em duas possibilidades: ou o sistema precisa ser constantemente alimentado por novas ejeções de partículas, possivelmente oriundas da superfície do objeto, ou Chiron deve ter propriedades físicas diferentes do que atualmente se conhece.

A pesquisa integra um esforço maior do pesquisador em estudar a estabilidade e a formação de anéis em pequenos corpos do Sistema Solar, já conhecidos também ao redor de Chariklo, Haumea e Quaoar.

“Diferentemente dos casos dos anéis planetários, nós mostramos que o formato do corpo central tem papel decisivo na estabilidade dos anéis de pequenos corpos. Quanto mais distante de um formato esférico, mais o corpo perturba as partículas ao seu redor, fazendo-as se perderem. No entanto, essas distorções no formato do corpo também geram ressonâncias que podem confinar material. Ou seja, o formato leva, ao mesmo tempo, à perda de material em algumas regiões e à manutenção em outras”, explica o Dr. Gustavo.

Um candidato de longa data

Até pouco tempo atrás, acreditava-se que apenas planetas gigantes, como Júpiter e Saturno, poderiam ter anéis – estruturas formadas de poeira e outras pequenas partículas que orbitam em torno de um corpo celeste. No entanto, isso mudou com a descoberta dos anéis ao redor do Centauro Chariklo em 2014, seguida pelo planeta-anão Haumea (2017) e pelo objeto Transnetuniano Quaoar (2023). 

Chiron, que possui cerca de 200 km de diâmetro e orbita o Sol entre Saturno e Urano, sempre foi um forte candidato a possuir anéis devido à sua atividade cometária e à assinatura de material adicional nas observações de ocultações estelares no passado. Trabalhos publicados anteriormente já aventaram a possibilidade de Chiron possuir anéis, mas não havia consenso na comunidade científica.

Descobertas do trabalho citado na The Astrophysical Journal 

O trabalho “Dynamical environment and stability around Centaur (2060) Chiron” aplica modelagens computacionais a resultados recentes de ocultações estelares para investigar a estabilidade das três estruturas anelares descobertas em torno do corpo, embebidas em um disco de poeira. 

As simulações mostram que, devido à forma irregular de Chiron (semelhante a um elipsoide alongado), o campo gravitacional do corpo cria zonas de caos e ressonâncias gravitacionais que interferem fortemente nas órbitas das partículas próximas. Nessas regiões, os grãos colidem com o corpo ou são ejetados em poucos meses.

Segundo os resultados obtidos, apenas as regiões além de cerca de 260 quilômetros do centro de Chiron são estáveis por longos períodos, enquanto material foi detectado recentemente a partir de 200 quilômetros do centro. Assim, é necessário que eventos recentes de ejeção de material, possivelmente associados à atividade cometária de Chiron, estejam reabastecendo esse disco de forma contínua. Outra possibilidade, mais plausível, é que as propriedades físicas de Chiron sejam diferentes das estimadas atualmente.

No dia 28 de outubro, os doutores Gustavo Madeira e Chrystian Pereira participaram de uma live no canal do ON no YouTube para falar sobre o trabalho. Assista aqui.