Qual é a importância dos satélites naturais para seus planetas?

Por Danielle Cassita | Editado por Patrícia Gnipper | 18 de Abril de 2021 às 19h00
The Planetary Society

Além de nos proporcionar visões espetaculares durante a noite, a Lua é essencial para as marés no nosso planeta e até para a dinâmica climática da Terra. Satélites naturais têm papel que vai muito além de refletir a luz do Sol, já que quase todos os outros planetas do Sistema Solar possuem suas próprias luas, que interagem com seus planetas de diferentes formas. Mas que formas são essas e qual é a importância dos satélites naturais?

Quando falamos de satélites naturais, estamos nos referindo a um corpo que orbita outro no espaço, assim como acontece com a Lua, o nosso próprio satélite natural. No nosso caso, a Terra gira em torno do Sol, enquanto a Lua gira em torno da Terra (e, consequentemente, também acompanha a órbita ao redor do Sol). Exceto por Mercúrio e Vênus, todos os planetas do Sistema Solar têm, cada um, seus próprios satélites naturais — e mesmo planetas anões, como Plutão, podem ter luas ao seu redor.

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Ainda não sabemos com certeza como a nossa Lua se formou, mas as evidências mais recentes apoiam a chamada “hipótese do Grande Impacto”, que propõe uma colisão com Theia, um protoplaneta de tamanho parecido com o de Marte. Esse objeto teria atingido a Terra enquanto a superfície do nosso planeta ainda estava derretida, e o impacto foi tão forte que arrancou uma parte da nossa superfície; depois, os detritos se acumularam em órbita e formaram a Lua.

Quando a Terra ainda era um protoplaneta, Theia teria causado um impacto cujos detritos podem ter formado a Lua (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)

Pesquisadores estimam que tudo isso teria acontecido há 95 milhões de anos após a formação do Sistema Solar, há 4,5 bilhões de anos. No caso dos outros planetas, o cenário é um pouco diferente, principalmente quando falamos dos gigantes gasosos e suas dezenas de luas — como a maior parte delas gira na mesma direção que seus planetas e próximas do equador, podemos considerar que muitas se formaram junto deles.

Perceba, contudo, que isso não é uma regra: Tritão, uma das luas de Netuno, gira em direção oposta à do planeta. Isso significa que Tritão foi capturada — e, quem sabe, a antiga atmosfera do planeta tenha sido a responsável por isso. Além dessas luas, existem diversas outras que giram em pontos distantes do equador de seus planetas, o que também sugere que foram capturadas pela gravidade.

Qual a importância dos satélites naturais?

Ao observar o céu noturno, fica claro que a Lua é o maior objeto presente nele, tanto que as coisas seriam bem diferentes aqui na Terra se ela simplesmente deixasse de existir. Se isso acontecesse, além do céu mais escuro, teríamos consequências importantes para a dinâmica das marés no nosso planeta e até no clima. Isso acontece porque o Sol e a Lua são os principais "culpados" pelas marés altas e baixas.

Como a Lua tem gravidade própria, ela atrai os oceanos e até nós para ela. Claro que essa força gravitacional não parece ter grande influência em nossa rotina, mas seus efeitos nos grandes volumes de água dos nossos mares fica bem claro quando um lado da Terra fica mais próximo da Lua, em que a maré vai subir. Como nosso planeta está girando, outra maré alta ocorre no lado oposto à Lua, com uma maré baixa entre os dois pontos.

Esquema dos efeitos da gravidade do Sol e da Lua nas marés (Imagem: Reprodução/National Ocean Service)

Já o Sol tem força gravitacional bem mais forte na Lua por ser maior e mais massivo que ela, mas, como está mais longe, o "puxão" exercido na maré acaba sendo mais fraco. Mesmo assim, quando nossa estrela e nosso satélite se alinham — que é quando acontece a Lua cheia ou a Lua nova —, a combinação da gravidade dos dois cria um efeito "adicional", ou seja, as marés altas ficam mais altas, e as baixas também são diminuídas. Quando estão nos ângulos certos, o efeito é invertido e o Sol ajuda a "anular" a gravidade lunar.

Se a Lua não estivesse aqui, a dinâmica dos oceanos terrestres seria bem diferente. Com isso, poderíamos esperar algumas mudanças no clima, que, devido às correntes marítimas, poderiam afetar tanto regiões litorâneas como do interior continental. Além disso, os eventos climáticos poderiam ficar ainda mais intensos, com direito a temperaturas regionais extremas.

Os efeitos causados pelos satélites naturais

Claro que há outros fatores envolvidos, mas grande parte dos efeitos que descrevemos acima são causados por um fenômeno chamado de “força de maré”, que também é a responsável pelo afastamento da Lua em relação ao nosso planeta, o fato de a lua Caronte e Plutão ficarem sempre com a mesma face voltada para o outro, e até pela atividade vulcânica que acontece em Io, uma das luas que orbitam Júpiter.

Os vulcões na superfície de Io são tão poderosos que podem até ser observados com telescópios na Terra (Imagem: Reprodução/NASA)

Essa força depende bastante da distância entre os dois objetos, tanto que, se a Lua tivesse o dobro da distância da Terra que tem hoje, a força de maré exercida por aqui seria reduzida por um fator de oito. Já no caso de sistemas como Terra-Lua e Plutão-Caronte, em que o satélite é um corpo próximo e relativamente grande em relação àquele que é orbitado, as forças de marés ficam ainda mais fortes e “travam” ambos, de modo que os objetos ficam sempre com a mesma face voltada para o outro. Esse efeito é chamado de “bloqueio de maré”, e pode ser observado em sistemas estelares duplos.

Não podemos falar das forças de maré sem discutir o efeito que Júpiter exerce em suas luas. Por ser mais massivo que todos os outros planetas juntos, o gigante gasoso conseguiu o bloqueio de maré em todas as suas luas mais internas, incluindo Io, Ganimedes, Calisto e Europa, as famosas Luas de Galileu. Com o bloqueio de maré, a órbita de Io é afetada pela gravidade dos demais satélites do sistema. Então, a distância entre essa lua e Júpiter varia, tanto que ela é acelerada no ponto mais próximo do planeta e perde velocidade ao se afastar.

Esse efeito causa um fenômeno interessante: enquanto a Lua influencia os nossos oceanos, a força de maré de um objeto massivo como Júpiter sobre um corpo menor cria uma fonte de calor interna e poderosa nele, que é o que ocorre em Io. Na década de 1970, uma equipe de cientistas da Stanton Peele of the University of California investigou o derretimento da lua Io pela dissipação de calor causada pelas marés. Pois bem: as imagens enviadas pela sonda Voyager 1 revelaram atividade vulcânica por lá.

E as outras luas do Sistema Solar?

Como explicamos, a Terra não é o único planeta do Sistema Solar acompanhado por um satélite natural. Marte, por exemplo, é orbitado por Fobos e Deimos, duas luas com formato mais parecido com asteroides do que com luas propriamente ditas, que seguem sempre com a mesma face voltada para o Planeta Vermelho. Em pouco menos de 100 milhões de anos, Fobos vai se aproximar tanto de Marte que pode ser destruída, criando um anel com seus fragmentos, mas também existe a chance de um impacto contra o planeta.

Do par, Fobos é a lua maior, que tem atração gravitacional mais intensa (Imagem: Reprodução/NASA)

Já em Júpiter, as forças de maré deixam tudo mais intenso: o gigante gasoso tem 79 luas conhecidas em sua órbita, sendo que 12 delas giram em torno do planeta seguindo um movimento retrógrado. As maiores luas na órbita joviana também experienciam os efeitos das marés, já que cada uma passa por uma espécie de “disputa” entre a gravidade do planeta e aquela exercida pelas demais luas. Isso cria marés que podem ter efeitos dramáticos, como o que observamos em Io, a lua coberta por centenas de vulcões ativos.

Esses vulcões são alimentados pelas rochas derretidas pelo calor, que vem da fricção causada pelas marés no interior da lua. Europa, outra lua joviana, também passa por esses efeitos; seu interior passa por compressões e descompressões, em um movimento que gera calor capaz de derreter um pouco de gelo sob sua crosta. Esse gelo forma um oceano tão vasto que pode ter mais água que todos os oceanos da Terra.

Saturno também tem um processo parecido: o planeta é orbitado por um total impressionante de 82 luas conhecidas, sendo que 20 delas foram descobertas em 2019. Titã, a maior de todas, é bloqueada pela maré em relação a Saturno, ou seja, ela fica sempre com a mesma face voltada para o planeta. Mesmo assim, como tem uma órbita bem elíptica, a influência gravitacional do planeta do lado mais próximo ao mais afastado varia de acordo com a distância, o que causa uma espécie de deformação em sua estrutura. Esse efeito foi observado pela sonda Cassini, que chegou ao sistema em 2004.

Representação da sonda DART e dos asteroides Dimorphos e Didymos, com 160 m e 780 m de diâmetro, respectivamente (Imagem: Reprodução/NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)

Apesar de os dois planetas mais próximos do Sol (Mercúrio e Vênus) serem os nossos únicos vizinhos sem luas, vale lembrar que mesmo objetos como asteroides podem ser orbitados por satélites naturais próprios — um exemplo disso é o asteroide Didymos, que é orbitado por Dimorphos, sua pequena lua. O sistema será visitado pela missão DART (Double Asteroid Redirection Test), da NASA, que irá lançar uma sonda para colidir com Dimorphos e, assim, tentar mudar sua trajetória.

Fonte: Space.com (1, 2), The Conversation, Astronomy, NY Times, Hayden Planetarium

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