A Cintura de Kuiper: a fronteira gelada do sistema solar

Existe uma região do espaço para além de Neptuno repleta de pequenos corpos gelados: é a Cintura de Kuiper. Esta região contém alguns dos materiais mais antigos e menos alterados do Sistema Solar, que atuam como vestígios fósseis, revelando como era a nossa vizinhança cósmica nos seus primórdios.

A ideia de que existia matéria para além de Plutão surgiu em 1943, quando Kenneth Essex Edgeworth propôs que a família solar se estendia muito para além do que era então considerado o limite do sistema, sugerindo que esta região era a origem dos cometas que ocasionalmente visitam as zonas interiores.

Kuiper revisitou esta ideia em 1951, procurando corrigir a hipótese de Oort sobre o nascimento de cometas perto de Júpiter e, embora fossem teorias sem provas diretas, o conceito de um anel trans-Neptuniano já estava presente na ciência antes de meados do século XX.

Após várias tentativas falhadas na década de 1980, a descoberta do objeto 1992 QB1 marcou um ponto de viragem. Desde então, foram identificadas centenas de corpos trans-Neptunianos (KBOs), dando origem a uma intensa atividade científica à sua volta.

Hoje sabemos que até Plutão faz parte desta cintura, onde os KBO são extremamente ténues e movem-se muito lentamente no céu, confirmando a sua grande distância do Sol devido à sua baixa velocidade aparente na abóbada celeste.

Diferentes classes de objetos

Os objetos da Cintura de Kuiper não formam um grupo homogéneo. Surpreendentemente, estão divididos em três classes distintas com base nas suas órbitas, como se vivessem em bairros com regras gravitacionais diferentes - uma divisão que captou a atenção dos teóricos planetários.

A maior parte deles - cerca de dois terços - são os chamados “Clássicos”. Orbitam entre 42 e 47 unidades astronómicas (UA) do Sol e permanecem longe de Neptuno, mesmo na sua maior aproximação. As suas trajectórias são estáveis e apresentam uma grande variedade de inclinações.

Um terço dos KBOs são “Plutinos”, que partilham uma ressonância orbital de 3:2 com Neptuno, a cerca de 39,4 UA - uma sincronia que lhes permite evitar perturbações gravitacionais, uma vez que alguns se aproximam mais do Sol do que Neptuno, mas permanecem protegidos por esta ressonância.

A terceira classe é a dos objetos dispersos, como o 1996 TL66, que têm órbitas muito alongadas e cujo ponto mais próximo do Sol se situa perto de Neptuno. Esta proximidade sugere que não estão sob forte controlo gravitacional e podem ser a fonte de cometas de curto período.

Formação e Migração Planetária

As simulações indicam que, com a massa atual da Cintura de Kuiper, os objetos não poderiam ter crescido até ao seu tamanho atual. Atualmente, esta região contém apenas cerca de 0,1% da massa da Terra, o que sugere que perdeu quase todo o seu material original.

Para formar corpos do tamanho de Plutão em menos de 100 milhões de anos, teriam sido necessárias entre 10 e 30 massas terrestres na área entre 30 e 50 UA. Isto significa que 99% do material foi disperso ou removido, embora ainda não se saiba exatamente como isso aconteceu.

Uma pista reside na abundância de Plutinos, pois acredita-se que quando Neptuno migrou para o exterior, arrastou consigo ressonâncias orbitais, capturando objectos como berlindes guiados por uma ranhura em movimento - um processo conhecido como varrimento por ressonância.

Outro mistério é a elevada velocidade relativa entre os objectos, próxima de 1 km/s, o que significa que as colisões atuais são mais destrutivas do que construtivas. Tal agitação orbital sugere que houve grandes perturbações, talvez causadas por objetos maciços expulsos por Neptuno durante os seus primeiros movimentos.

Superfícies, cometas e poeira

Os KBOs são feitos de uma mistura de gelo e materiais rochosos e, ao longo do tempo, as suas superfícies foram bombardeadas por partículas energéticas, formando uma camada escura, rica em carbono, conhecida como “manto de radiação”, que tem baixa volatilidade.

No entanto, as cores observadas nas suas superfícies variam muito, desde tons acinzentados a vermelhos profundos, sugerindo que não são todas iguais. Uma explicação possível é que as colisões ocasionais expõem material fresco dos seus interiores, alterando a sua cor visível.

A comunidade científica concorda que a Cintura de Kuiper é essencialmente a principal fonte de cometas de curto período, como o famoso Halley. Estes objetos têm uma vida dinâmica curta - entre 100.000 e um milhão de anos - pelo que têm de ser constantemente reabastecidos.

Além disso, as colisões entre os KBO e o impacto de partículas interestelares geram continuamente poeira, estimada entre 400 e 10 milhões de quilogramas por segundo - poeira que pode mesmo chegar à Terra e ser detetada na estratosfera.

Referência da notícia

KUIPER BELT OBJECTS. David Jewitt. Annual Reviews 27:287-312 (Volume publication date May 1999)