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Definindo planetas, ou talvez não...

Cá estou eu, a escrever mais uma crónica, o que já não acontecia há algum tempo.

Desta vez, escrevo sobre um tema algo recorrente e sempre polémico, entre as comunidades cientificas, principalmente astronómicas: deverá ou não Plutão ser considerado um planeta? Então e o Sedna ? Exactamente, venho escrever sobre a definição (ou ausência da mesma) de planeta.

Segundo um qualquer dicionário, a definição do que é um planeta anda perto disto: "Um planeta (do grego planetes ou "vagabundos") é um corpo de massa considerável que orbita uma estrela e não produz energia através de fusão nuclear." In Wikipedia .

Não pretendo com este texto apresentar uma explicação ou dissertação cientifica, mas sim a minha opinião sobre as convulsões inerentes a esta questão. No entanto, farei algumas introduções e abordagens cientificas para clarificar e apoiar o meu parecer.

Comecemos pelo básico. Segundo a IAU (International Astronomical Union), Plutão é mesmo um planeta, tal como se pode ler neste comunicado. A IAU é a organização internacional responsável pela normalização de nomenclaturas e designações no campo da astronomia. É também responsável por decidir o que é ou não um planeta, entre muitas outras coisas. Aliás, basta dar uma olhadela no site da IAU e já se fica a perceber qual sua a função e modo de trabalho.

Na minha opinião, e nem sequer sou cientista, Plutão não deveria ser considerado planeta - de facto até penso que se tivesse sido descoberto hoje, Plutão não seria considerado tal (esta é também uma das razões apontadas pelos cientistas). Tenho vários motivos para pensar assim. Para começar, Plutão é mais pequeno que algumas luas do sistema solar.

A sua órbita é muito diferente, sendo mais excêntrica e com um plano mais inclinado em relação ao das órbitas dos outros 8 planetas.

O facto de ter uma órbita mais excêntrica, faz com que por vezes seja o planeta mais afastado do Sol e por outras vezes, esteja dentro da órbita de Neptuno, sendo que neste caso, Neptuno torna-se no planeta mais distante do Sol. No entanto, e para todos os efeitos oficiais, Plutão é um planeta. Para além disto, a composição do próprio Plutão não se encaixa muito bem no restante panorama do Sistema Solar...Podemos é sempre discordar...

Quando se ouviu falar no Sedna, muita gente se precipitou a chamar-lhe o 10º planeta. Ora o Sedna é ainda mais pequeno que Plutão, por isso não poderia ser visto como um planeta. Para além das questões do tamanho, que pelos vistos são cada vez menos fiáveis ou claras, a sua órbita é também bastante excêntrica. Aliás, é diferente de tudo o que os astrónomos viram até agora, embora os modelos previssem objectos como este e com este tipo de órbita. Este factor impede igualmente que o Sedna possa ser considerado planeta. As press releases, como a do site do Spitzer Telescope, referem-se-lhe como sendo um "estranho objecto semelhante a um planeta" ou planetóide. Por outro lado, o Sedna orbita uma estrela (o Sol ) e não produz energia por fusão nuclear, logo, pela definição comum de planeta...

Mas estamos a pisar terreno pantanoso, ao tentar dar um definição do que é planeta. Se nem sequer a própria IAU criou essa definição (mas tem umas ideias sobre o assunto.), podemos logo à partida imaginar que será tarefa difícil. E assim começam as dúvidas e as confusões. Vejamos...

No caso do Sedna, temos aquilo a que eu chamo o problema "por baixo", ou seja, a questão do tamanho. A grande confusão é o facto de existirem luas no sistema solar maiores que Plutão, como por exemplo Titã, de Saturno, Ganimedes de Júpiter ou até mesmo a nossa Lua , já aqui ao lado (está a aproximadamente 400 000 km). Com efeito, Titã e Ganimedes, são mesmo maiores que Mercúrio. Estes corpos são não são considerados planetas porque estão a orbitar um planeta (já agora, como nota de curiosidade, para definir o conceito de lua, estamos ainda pior do que de planeta, mas esse tema, por si só, daria para outra crónica). Se tivermos em conta todas as características do Sedna, facilmente (para mim) se chega à conclusão de que não o poderemos considerar um planeta. Mas isto não fica por aqui...

Para complicar, podemos avançar para as descrições das características físicas de um corpo de forma a classificá-lo como planeta ou não, mas aqui caímos em mais confusão e dúvida. Se nos basearmos na existência ou não de atmosfera, estamos mal. Titã, a lua de Saturno, possui atmosfera.

Esta sempre interessante discussão sobre a constituição física e estrutura interna de um planeta, acaba por nos arrastar para outra questão que é a fronteira de onde acabam os planetas e começam as anãs castanhas, ou seja, aquilo a que eu chamo o problema "por cima", em questão de massas, mas não só. Ainda não há uma clara ideia de onde fica esta fronteira, mas há quem diga que será algures próxima das 70 massas de Júpiter. No entanto, desde que se descobriram os primeiros planetas a orbitar outras estrelas, que este limite começou cada vez mais a ser posto em causa, já que se encontraram planetas bem maiores que Júpiter em torno de outras estrelas.

Por outro lado, analisemos os planetas que conhecemos melhor, ou seja, os "nossos" vizinhos. Temos 4 pequenos planetas rochosos logo a seguir ao Sol (Mercúrio, Vénus, Terra e Marte), depois vêm os 4 gigantes gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno) e finalmente Plutão, o "minorca" do sistema solar, pequeno, rochoso e gelado. Algures li que um corpo deverá ter um núcleo não gasoso para ser considerado planeta. Durante muito tempo Júpiter foi "dono" de uma acesa discussão sobre se teria ou não um núcleo rochoso. Ainda hoje esse tema faz correr muita tinta.

Se imaginarmos um corpo do tamanho de Júpiter (ou maior, desde que < 70 massas de Júpiter) que não tenha o tal núcleo, mas que não produza energia por fusão nuclear e orbite uma outra estrela, isso faz dele o quê? Um planeta? Uma estrela ? Pois...mais confusão.

E claro, há ainda os chamados planetas errantes, "free floating planets", descobertos há uns anos e que vieram confundir ainda mais o panorama. Este não orbitam estrela nenhuma, mas são pequenos demais para serem considerados anãs castanhas e, no entanto, não produzem fusão nuclear.

Anãs Castanhas

Vamos, então, desenvolver ideias. No meio desta enorme sopa de teorias, pseudo-definições e afins, alguma coisa de útil se poderá espremer.

Antes, vamos falar um pouco das anãs castanhas. Vamos ver o que dizem os entendidos acerca destes objectos.

Uma anã castanha é um objecto estranho que, normalmente, é designado como "estrela falhada". É um objecto sobre o qual se sabe pouco, originando uma definição do que é uma anã castanha incompleta ou não muito precisa, se preferirem. Não me vou alongar muito a explicar o que são e como se formam, pois isso daria para um artigo especifico. No entanto vou fazer uma introdução do que é uma anã castanha.

Uma estrela dita "normal" brilha de forma equilibrada pela fusão nuclear do hidrogénio, durante um período de tempo, sendo este o processo responsável por 100% da sua luminosidade durante a sequência principal.

Um anã castanha é mais brilhante quando se forma e vai decrescendo em brilho, à medida que o tempo vai avançando, descendo também a sua temperatura superficial. Nas anãs castanhas de maior massa pode acontecer alguma fusão de hidrogénio, e todos os objectos maiores que 13 massas de Júpiter vão pelo menos fundir deutério.

O limite inferior para estrelas de sequência principal é de 0.072 vezes a massa do Sol (ou cerca de 75 massas de Júpiter), para um objecto com composição idêntica à do Sol. Para objectos com menos metais na sua composição esse limite é maior, podendo atingir as 90 massas de Júpiter no caso de não haver mesmo metais nenhuns.

Tradicionalmente, pensa-se que as anãs castanhas se formam como as estrelas, a partir do colapso de uma nuvem interestelar de gás.

A principal diferença, intuitiva, que existe entre uma anã castanha e um planeta é que as estrelas têm processos de fusão nuclear e os planetas não. Por isso, podemos definir nesta base o limite inferior para uma anã castanha como sendo 13 massas de Júpiter, porque abaixo desse número não ocorre fusão de deutério.

Em termos de temperaturas (central e à superfície) e luminosidade, temos características típicas de um anã castanha. Por definição, a sua temperatura central não pode exceder os 3 milhões de graus, pois este é o valor da temperatura critica para possibilitar a fusão nuclear do hidrogénio. Variando com a massa do objecto, a temperatura será menor nos objectos de menor massa.

Quanto à temperatura à superfície, calcula-se que ande à volta dos 1000 K, embora varie com a idade da anã castanha, pois a temperatura vai descer consoante a idade. É possível que aconteça alguma fusão nuclear no inicio da sua vida, mas não poderá manter-se por muito tempo.

Devido à sua temperatura superficial muito baixa, as anãs castanhas brilham pouco. Uma anã castanha eventualmente, quando nasce, poderá brilhar um pouco mais que as mais fracas das ditas estrelas "normais", mas à medida que envelhece, vai brilhar cada vez menos. Uma anã castanha velha, poderá ter uma magnitude absoluta de 17.

Basicamente é isto uma anã castanha. Mas a ciência não pára e a sua definição poderá mudar qualquer dia. Por exemplo, um grupo de 13 astrónomos (estudantes), há algum tempo atrás fez a primeira descoberta de emissões rádio de anã castanha. Estas emissões subiram 10 000 vezes acima do valor que os astrónomos julgavam possível. A anã castanha designada por LP944-20 emite ondas de rádio constantemente com alguns "flares" que chegam a durar horas. Os investigadores afirmaram que esta descoberta, pode forçar um novo pensamento em relação ao que constitui estes objectos e aos processos que se dão no seu interior.

Definindo "Planeta"

Dada uma pequena introdução sobre anãs castanhas (podem sempre consultar os diversos links, no final da crónica para saberem mais sobre elas) vamos avançar para os planetas. Vamos ver como, hoje em dia, se define um planeta.

Ora bem, definir um planeta é ainda mais complicado que definir uma anã castanha. Aliás, nem mesmo a IAU tem uma definição para "planeta". Vou deixar-vos aqui duas definições, de fontes diferentes. A primeira é a do California & Carnegie Planet Search . Segundo este, isto é um planeta:

Um "planeta" é um objecto que possui uma massa de valor entre a massa de Plutão e o limite de massa a partir do qual é possível a combustão de deutério e que orbita um objecto que gera energia através de reacções nucleares (estrela).

O limite superior de massa é de 13 massas de Júpiter, acima deste valor ocorre fusão do deutério. Fortuitamente, este limite do deutério, as tais 13 massas de Júpiter, está perto do limite superior da distribuição de massa dos planetas observados, assim 13 massas de Júpiter, constitui um valor arbitrário mas duplamente originado.

1º Corolário: As observações poderão melhorar, mas não autenticar o estatuto de planeta.

2º Corolário: Parâmetros de fronteira claros para o domínio de "planeta" não podem ser, neste momento, justificados quer empiricamente ou fisicamente. Objectos com massas e historial de formação perto do perímetro do parâmetro de domínio adoptado, constituem parte de um contínuo natural.

A distribuição de massas de companheiros de estrelas próximas, motivou o estabelecimento do limite superior de massa. Sem os valores empíricos da distribuição de massas, não haveria um valor superior credível.

Esta distribuição, empiricamente, motiva a fronteira superior das massas planetárias à volta das 10 massas de Júpiter.

Então, o empiricamente baseado limite superior coincide convenientemente com a fronteira da fusão do deutério à volta das 13 massas de Júpiter, tornando esta proposta de massa superior análoga à da fronteira subestelar para fusão de Hidrogénio.

Segundo o Working Group on Extrasolar Planets (WGESP), responsável por uma definição quase oficial, já que este grupo está ligado à IAU (é " Planetary Systems Sciences Division ", a Divisão III da IAU), são estas as linhas para se classificar um objecto como planeta:

Objectos com massas reais abaixo do limite para a fusão nuclear do deutério (actualmente calculada em 13 massas de Júpiter para objectos com um nível de metais igual ao do Sol) que orbitam estrelas ou restos de estrelas são planetas (não importa como se formaram). A massa/tamanho mínimos "exigido" para um objecto extra-solar ser considerado planeta deve ser o mesmo usado no nosso Sistema Solar.

Objectos subestelares com massas reais acima da massa limite para a fusão do deutério são considerados anãs castanhas, não interessando como se formaram nem onde estão localizados.

Objectos errantes (que flutuam livremente) em enxames estelares jovens com massas abaixo do limite de massa para a fusão do deutério não são planetas, mas são "sub-anãs castanhas" (ou qualquer outro nome que seja mais apropriado)

Estas linhas são um compromisso entre definições baseadas puramente na massa de fusão do deutério ou no mecanismo de formação e, por isso, não satisfazem plenamente ninguém no WGESP. Contudo, o WGESP concorda que estas linhas constituem a base para uma razoável definição de trabalho, nesta altura. Podemos esperar que esta definição evolua ao mesmo tempo que o nosso conhecimento melhore.

IAU e o Estatuto de Plutão

Como se pode ver, as definições variam um pouco, mas contêm pontos comuns. No entanto, não é isso que se passa no meio astronómico. E vou dar o exemplo mais conhecido, o de Plutão e tudo à volta. Para começar, vejamos o que a IAU diz sobre Plutão no resumo da sua Press Release de 3 de Fevereiro de 1999 (podem consultar toda a press release aqui):

IAU Press Release 01/99
3 de Fevereiro de 1999:

Recentes noticias deram muita atenção àquilo que se acreditou ser uma iniciativa da IAU para mudar o estatuto de Plutão, como nono planeta do Sistema Solar.(.)

A IAU lamenta que relatórios incorrectos aparentemente causaram preocupação pública generalizada, e apresenta as seguintes correcções e esclarecimentos:

Nenhuma proposta para mudar o estatuto de Plutão como nono planeta do Sistema Solar foi apresentada ou elaborada por nenhuma das divisões, comissões ou grupos de trabalho da IAU, responsável pelas ciências do Sistema Solar. (...)

(...) Foi proposto atribuir a Plutão um número num catálogo técnico ou lista de Objectos Trans-Neptunianos (OTNs), para que as observações e computações relativas a estes objectos possam ser convenientemente colectadas. Este processo foi explicitamente desenhado para não mudar o estatuto de Plutão como planeta. (...) Formas de classificar planetas pelas características físicas estão também sob consideração.

(...) É assim política da IAU, que as suas recomendações devam assentar em factos científicos bem estabelecidos e serem apoiadas por alargado consenso na comunidade que se lhes respeita. Uma decisão sobre o estatuto de Plutão que não estivesse conforme esta política, seria ineficaz e, por isso, sem significado. (...) Isto não deverá ser interpretado como implicando que o resultado dessas discussões possam vir a ser política oficial da IAU, sem a devida verificação de que os critérios supra citados sejam satisfeitos: os seus corpos responsáveis formulam a política e as decisões da IAU, somente depois da deliberação de comunidade cientifica internacional.

O.k., certo. Até aqui, nada de surpreendente. À falta de uma definição clara e inequívoca da própria IAU sobre o que é um planeta, mantém-se o estatuto das coisas tal como estão. O que é certo é que com a descoberta do Sedna, as coisas complicam-se pois outros objectos da mesma categoria, ou até maiores podem surgir. Existe por aí fora na comunidade cientifica, quem proponha novas definições de planetas, pelo menos no que diz respeito ao limite inferior de tamanho, e por essas definições a contagem total de planetas do Sistema Solar é aumentada para 12. Eu discordo destas definições, pois segundo elas, qualquer corpo tal que a sua gravidade o obrigue a ser esférico é um planeta. Ora isto implica que OTNs como o Quaoar e o 2004DW sejam considerados planetas, já que o limite mínimo para que a gravidade molde um "calhau" em forma esférica anda à volta de 700 km. Ora, quanto a mim, 700 km é um planetóide, na melhor das hipóteses! No entanto, e na minha humilde opinião, qualquer definição que venha a existir para "planeta" deverá estabelecer um limite mínimo e máximo para os tamanhos/massas dos corpos planetários.

Como já afirmei no inicio desta crónica, discordo de que Plutão seja considerado um planeta. Para mim, o sistema Solar teria 8 planetas. A IAU, como vimos, discorda, assim como muitos cientistas, desta ideia. Mas por outro lado, cada vez mais cientistas consideram Plutão um OTN, tal como eu. Quer isto dizer que a IAU está errada? Não creio, simplesmente julgo que a IAU ficou como que parada no tempo, sem se aperceber, como disse o meu amigo Carlos Oliveira, que o Mundo já não avança à velocidade de 1919...A IAU não está errada, mas sim atrasada!

A ciência avança todos os dias, e todos os dias nos deparamos com novos dados, novas descobertas. Com o avanço da tecnologia melhores meios de observação estão à disposição de astrónomos e astrofísicos, permitindo observações mais fiáveis e precisas. Convém por isso começar a pensar seriamente numa clarificação do estado das coisas em relação à definição de planeta, quer na definição da sua fronteira inferior (onde "acabam" os asteróides e onde "começam" os planetas) bem como da sua fronteira superior (onde "acabam" os planetas e onde "começam" as anãs castanhas).

Julgo que o caminho é por aí.

Só para finalizar, no que toca a "free-floaters" ou "planetas errantes", não os considero planetas. Algo que anda a vaguear pelo espaço, por muito pequeno e diferente de uma estrela, não deve ser considerado planeta porque não orbita nenhuma. Também não sei o que possam ser, talvez anãs castanhas ou outro objecto ainda mais exótico, ou simplesmente as observações nos tenham enganado. Seja como for, na minha opinião, planetas é aquilo que eles não são!

Se me perguntarem o que é um planeta, provavelmente farei como "os outros", encolherei os ombros, direi "hummm..." com expressão pensativa, e divagarei numa explicação qualquer que consiga elaborar no momento. É que se nem os entendidos sabem os limites e as fronteiras dos corpos, como vou eu, simples astrónomo amador e entusiasta, saber?

Vamos ver o que nos espera, no futuro da astronomia...

Fontes:
NASA - www.nasa.gov
JPL - www.jpl.nasa.gov
SPACE.COM - www.space.com
http://astron.berkeley.edu/~stars/bdwarfs/
Space Ref - http://www.spaceref.com/
Scientific American - http://www.sciam.com/
University of Michingan News Service - http://www.umich.edu/news/index.html
Cosmic Reference Guides - http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_classroom/cosmic_reference/brown_dwarfs.html
BBC News - http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/957518.stm
Astronomy Picture of thge Day - http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap000331.html
http://www.kuro5hin.org/story/2004/3/15/0514/53796
IAU - www.iau.org
Science @ NASA
http://www.plutoportal.net/
Portal do Astronomo - http://www.portaldoastronomo.org/noticia.php?id=396

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