Os astrónomos sabem pouco sobre Nereida devido à sua fraca luminosidade e à distância em relação à Terra e ao Sol. A única imagem de que os cientistas dispõem é uma fotografia desfocada captada em 1989 pela sonda Voyager 2 da NASA, durante a sua breve passagem por Neptuno
Nereida, a terceira maior lua de Neptuno, poderá ser a única sobrevivente intacta de um antigo conjunto de luas destruído no início da história do sistema solar, segundo uma nova análise baseada em dados do Telescópio Espacial James Webb.
Neptuno, o oitavo e mais distante planeta do Sol, destaca-se entre os planetas exteriores do nosso sistema solar pelo seu peculiar grupo de luas. Os restantes gigantes exteriores (Úrano, Saturno e Júpiter) partilham um conjunto de satélites ordenado e globalmente semelhante, com várias luas de grandes dimensões a orbitar na mesma direção da rotação do planeta hospedeiro.
No entanto, Neptuno possui uma coleção de luas muito mais pequena e caótica: Tritão, o seu maior satélite, ofusca todos os outros e orbita na direção oposta à rotação do seu hospedeiro. É a única grande lua do sistema solar a fazê-lo.
Os astrónomos suspeitam que o motivo do comportamento peculiar de Tritão se deve ao facto de não ter tido origem nos remanescentes da formação de Neptuno, o que a faria orbitar na mesma direção do planeta. Em vez disso, a hipótese é a de que Tritão poderá ter tido origem na Cintura de Kuiper, uma região em forma de anel composta por corpos gelados nos confins do sistema solar, e terá entrado no ambiente neptuniano há mais de 4 mil milhões de anos.
Estudos anteriores sugeriram que Tritão poderá ter sido capturado pela gravidade de Neptuno após uma passagem próxima, sendo projetado para o interior até colidir com o sistema de satélites primordial do planeta.
Se Neptuno tivesse um conjunto original de luas mais semelhante ao dos seus vizinhos planetários, a chegada de Tritão, que é apenas ligeiramente mais pequeno do que a nossa própria lua, teria causado o caos, colidindo com os restantes satélites e aniquilando alguns deles. As características atuais do sistema de Neptuno corroboram este cenário, e as suas sete luas interiores parecem ser vestígios desse antigo embate.
Mas agora, uma nova investigação com recurso a dados do Telescópio Espacial James Webb sugere que um objeto poderá ter sido totalmente poupado a este caos.
A convicção de Matthew Belyakov é a de que "Nereida é a única sobrevivente intacta deste processo". O estudante de doutoramento em ciência planetária no Instituto de Tecnologia da Califórnia é o autor principal de um estudo sobre o tema publicado na quarta-feira na revista Science Advances.
O investigador explica que os restantes sobreviventes são as luas mais interiores de Neptuno, as quais não estão intactas, uma vez que as imagens recolhidas pela sonda Voyager revelam o que parecem ser pilhas de escombros desfeitas. Desta forma, tratam-se de materiais sobreviventes do sistema inicial, "mas não luas totalmente intactas".
Esta hipótese contraria a suposição anterior de que Nereida seria, à semelhança de Tritão e de algumas outras luas neptunianas, um objeto capturado da Cintura de Kuiper. Os novos dados do James Webb revelaram que a composição de Nereida não corresponde àquilo que os cientistas conhecem sobre os objetos daquela região.
Uma imagem pixelizada
Os astrónomos sabem pouco sobre Nereida devido à sua fraca luminosidade e à distância em relação à Terra e ao Sol. A única imagem de que os cientistas dispõem é uma fotografia desfocada captada em 1989 pela sonda Voyager 2 da NASA, durante a sua breve passagem por Neptuno. Nereida é a mais externa das luas conhecidas deste planeta e possui uma das órbitas mais excêntricas (ou seja, não circulares) do sistema solar. Demora 360 dias terrestres a completar uma volta em torno de Neptuno.
Batizada em homenagem às ninfas do mar da mitologia grega, acredita-se que Nereida tenha cerca de 338 quilómetros de diâmetro. Mesmo que faça parte de um conjunto original de luas que Neptuno possuía logo após a sua formação, há cerca de 4,5 mil milhões de anos, é difícil especular qual seria o aspeto desse sistema. Sobre isto, Belyakov aponta que "o que existia antes de Tritão é, de certa forma, uma incógnita".
Tal como Tritão, Nereida é um satélite irregular, uma classe de objetos cujas órbitas são inclinadas, retrógradas ou distantes do seu planeta, sugerindo que foram capturados pelo hospedeiro e que anteriormente orbitavam o Sol de forma independente.
No entanto, mesmo entre os satélites irregulares, Nereida é uma exceção, observa Belyakov. O investigador destaca que o seu diâmetro é duas vezes superior ao do satélite irregular que se segue em termos de tamanho, Febe, em torno de Saturno, não se encontrando "assim tão distante do seu planeta anfitrião em comparação com muitos outros satélites irregulares". O cientista acrescentou que algumas das características de Nereida há muito suscitavam dúvidas entre os astrónomos quanto à sua origem na Cintura de Kuiper.
Uma observação de dez minutos e 40 segundos, encomendada para o estudo e realizada com recurso às capacidades de infravermelhos do James Webb, as quais permitem revelar a composição de objetos distantes, conferem credibilidade a essas suspeitas.
"O que descobrimos foi um objeto com uma superfície altamente rica em água, mais brilhante do que muitos objetos da Cintura de Kuiper, e com alguma presença de dióxido de carbono", adianta Belyakov. A assinatura geral revelou-se mais semelhante à dos satélites regulares que orbitam Úrano do que à dos objetos da Cintura de Kuiper. Os resultados foram comparados com dados de 54 corpos da mesma cintura, também obtidos a partir de observações do James Webb.
Belyakov e os seus colegas realizaram depois simulações computacionais para testar se a hipótese de Nereida integrar um sistema lunar original se sustentava. A equipa concluiu que, nos casos em que Tritão sobrevive, em vez de ser destruído ou projetado contra Neptuno, "cerca de 25% das vezes uma ou mais luas conseguem sobreviver ao encontro com Tritão em órbitas distantes". Um valor que, sublinha o autor, compara favoravelmente com a probabilidade de Nereida ser, em alternativa, um objeto capturado.
Neste cenário, durante os primeiros 100 milhões ou 200 milhões de anos da história do sistema solar, Tritão teria embatido contra o sistema neptuniano, colidindo com uma série de luas originais. Nereida, por outro lado, teria sido poupada, acabando por ser projetada para uma órbita excêntrica. O evento teria também abrandado a própria órbita excêntrica de Tritão, colocando-o na sua trajetória atual, mais perto de Neptuno.
Sobre a possível nova história de origem de Nereida, o investigador admite que "as pessoas já desejavam que isto fosse verdade". E acrescenta: "Agora podemos dar início ao verdadeiro ciclo de ciência. Há mais dados para recolher em termos de composição de Nereida, os quais nos podem ajudar a compreender verdadeiramente a formação do sistema neptuniano. Se tratarmos Nereida como um satélite regular, talvez isso nos possa dizer muito sobre a forma como os satélites se formam em torno dos gigantes de gelo".
Novas observações com o James Webb poderão ajudar, mas a palavra final sobre o verdadeiro aspeto de Nereida exigiria uma missão a Neptuno. De momento não há qualquer plano nesse sentido, pelo que a sonda Voyager 2, lançada em 1977, continua a ser a única nave espacial a ter estudado o sistema.
"Uma ideia fascinante"
O novo estudo consubstancia uma análise elegante e simples sobre a forma como o sistema lunar de Neptuno assumiu a sua configuração atual. A perspetiva é de Carolyn Porco, cientista planetária norte-americana que trabalhou nas missões Voyager e Cassini da NASA e que não esteve envolvida nesta nova investigação.
Numa resposta por correio eletrónico, Porco salienta que "foi Tritão o corpo capturado que acabou por causar estragos, dispersando gravitacionalmente as luas originais de Neptuno em todas as direções, atirando a sua maioria para fora da órbita do planeta". A cientista sublinha ainda que os autores do estudo demonstram ser plausível que Nereida tenha tido a sorte de permanecer em órbita de Neptuno, embora a uma distância consideravelmente superior à de Tritão. "Isto explicaria o facto de a sua composição, observada pelo James Webb, não corresponder à dos corpos da Cintura de Kuiper".
O telescópio James Webb volta assim a demonstrar o seu enorme potencial na exploração do sistema solar, sublinha Leigh Fletcher, docente na Faculdade de Física e Astronomia da Universidade de Leicester, em Inglaterra, que também não participou no trabalho.
Fletcher destaca que já se sabe há muito tempo que "existe algo de especial na coleção de luas de Neptuno, que terá sofrido graves perturbações com a chegada de Tritão e de outros satélites capturados pela gravidade do planeta ao longo dos anos". O académico confessa que, perante tais processos destrutivos, não julgava ser possível "encontrar mais nada do sistema de satélites original de Neptuno para além de escombros e destroços".
No entanto, os dados do James Webb provam o contrário, e futuras observações com o telescópio poderão revelar características a uma escala mais detalhada, reforçando eventualmente a hipótese de Nereida ser um satélite original. O docente britânico remata assegurando que "é uma ideia fascinante, que poderá certamente ser posta à prova por futuras observações do Telescópio Espacial James Webb e, com alguma sorte, por uma futura e ambiciosa missão ao sistema neptuniano".
