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Anexo 4:

A Origem do Sistema Solar

por Frank Crary, CU Boulder


Aqui está um breve resumo da teoria atual dos eventos nos primórdios do sistema solar:

 

  1. Uma nuvem de gás e/ou poeira interestelar (a "nebulosa solar") é perturbada e colapsa sobre a sua própria gravidade. A perturbação pode ter sido, por exemplo, a onda de choque de uma supernova nas vizinhanças.

     

  2. A medida em que a nuvem colapsa, seu calor aumenta e o seu centro é comprimido. Ela aquece o suficiente para a poeira vaporizar. É suposto que o colapso inicial levou menos que 100.000 anos.

     

  3. O centro comprime o suficiente para tornar-se uma proto-estrela e o resto do gás orbita/flui em torno dela. A maioria deste gás flui para dentro e se soma a massa da estrela em formação, mas o gás está em rotação. A força centrífuga impede que parte do gás chegar à estrela em formação. Ao invés disso, ela forma um ""accretion disk" em torno da estrela. O disco dissipa sua energia e esfria.

     

  4. Primeiro ponto de quebra. Dependendo das circunstâncias, o gás orbitando a estrela/proto-estrela pode ficar instável e se comprimir sobre sua própria gravidade. Isto produz uma estrela dupla. Se não...

     

  5. O gás esfria o suficiente para o metal, rocha e (longe o suficiente da estrela e formação) o gelo condensarem em minúsculas partículas. (quer dizer que algum gás torna-se de novo poeira). Os metais condensam tão logo o accretion disk se forma (4,55-4,56 bilhões de anos atrás de acordo com as medidas de isótopos em certos meteoros); as rochas condensam um pouco depois (entre 4,4 e 4,55 bilhões de anos atrás).

     

  6. As partículas de poeira colidem entre si e formam partículas maiores. Isto continua até que as partículas atingem o tamanho de pedras ou pequenos asteróides.

     

  7. A velocidade cresce. Uma vez que as maiores destas partículas ficam grandes o suficiente para ter uma gravidade significantiva, seu crescimento acelera. Sua gravidade (mesmo que seja muito pequena) lhes dá uma vantagem sobre as partículas menores; ela atrai cada vez mais e mais rápido as pequenas partículas, fazendo com que os grandes objetos acumulem todo o material sólido próximo à sua órbita. O tamanho que eles vão chegar depende da sua distância até a estrela e a densidade e composição da nebulosa protoplanetária. No sistema solar, as teorias dizem que grandes asteróides e objetos do tamanho da lua estariam no sistema solar interior, e que objetos de uma a quinze vezes o tamanho da Terra no sistema solar exterior. Deveria haver um grande salto em tamanho em algum lugar entre as atuais órbitas de Marte e Júpiter: a energia do Sol teria mantido o gelo e vapor em distâncias próximas, de forma que a matéria sólida, em crescimento se tornaria muito mais comum além de uma distância crítica do Sol. Acredita-se que a aglutinação destes "planetesimais" levou de algumas centenas de milhares até vinte milhões de anos, com os mais distantes levando mais tempo para se formar.

     

  8. Duas coisas e o segundo ponto de quebra. Quão grandes eram estes protoplanetas e quão rápido eles se formaram? Nesta época, cerca de 1 milhão de anos após a nebulosa ter esfriado, a estrela gerava um vento solar muito forte, que varreria para fora todo o gás restante na nebulosa protoplanetária. Se um protoplaneta fosse grande o suficiente, rapidamente, sua gravidade atrairia o gás da nebulosa, e ele se tornaria um gigante gasoso. Se não, ele permaneceria um corpo rochoso ou de gelo.

     

  9. Neste ponto, o sistema solar é composto apenas de corpos protoplanetários sólidos e gigantes gasosos. Os "planetesimais" colidiriam lentamente uns com os outros e se tornariam mais massivos.

     

  10. Eventualmente, após dez ou cem milhões de anos, você teria dez ou mais planetas, em órbitas estáveis, e então um sistema solar. Estes planetas e suas superfícies podem ser pesadamente modificadas por grandes colisões finais que eles venham a sofrer (ex.: a composição altíssima de metal em Mercúrio ou a Lua).

Nota: esta era como estava a teoria de formação planetária antes da descoberta dos planetas extrasolares. As descobertas não encaixam com a teoria prevista. Isto poderia ser um distúrbio observacional (sistemas solares raros podem ser mais fáceis de detectar da Terra) ou problemas com a teoria (provavelmente com pontos sutis, não com a teoria em geral.)


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Traduzido por Luis Gustavo Gabriel