Se vivêssemos em Nix ou Hidra, duas das luas de Plutão, nunca saberíamos para que hora acertar o despertador, já que seria difícil determinarmos ao certo quando, ou em que direcção, o Sol nasceria.

Uma análise ampla de todos os dados disponíveis do telescópio espacial Hubble mostra que Nix e Hidra estão a oscilar de um modo imprevisível. Os cientistas acreditam que as outras duas pequenas luas de Plutão, Cérbero e Estige, podem estar em situação semelhante, mas aguardam um estudo mais aprofundado.

"O Hubble deu-nos uma nova visão de Plutão e das suas luas, revelando uma dança cósmica a um ritmo caótico", disse John Grunsfeld, administrador associado do Science Mission Directorate da NASA, em Washington DC. "Quando a sonda New Horizons passar pelo sistema de Plutão, em Julho, teremos a oportunidade de ver de perto como são essas luas.”

A oscilação caótica está relacionada com o facto de luas estarem dentro de um campo gravitacional que varia de forma dinâmica, devido ao movimento do sistema formado por Plutão e Caronte, que giram em torno um do outro. O campo gravitacional variável faz com que as luas mais pequenas se movam de forma errática. O efeito é reforçado pela forma alongada e não esférica das luas.

Os resultados surpreendentes desta pesquisa, conduzida por Mark Showalter, do Instituto SETI, em Mountain View, Califórnia, e por Doug Hamilton, da Universidade de Maryland, em College Park, surgem na edição de 4 de Junho da revista Nature.

"Antes das observações do Hubble, ninguém avaliava a dinâmica complexa do sistema de Plutão", disse Showalter. "O nosso estudo fornece novas e importantes restrições sobre a sequência de eventos que levaram à formação do sistema."

Seguindo as quatro luas exteriores de Plutão, o Hubble revelou que três delas, Nix, Estige e Hidra, estão actualmente ligadas em ressonância, havendo uma relação precisa entre os seus períodos orbitais. "Isto liga os seus movimentos de forma semelhante à que acontece com três das grandes luas de Júpiter", observou Hamilton. "Se estivéssemos em Nix, veríamos que Estige orbita Plutão duas vezes para cada três órbitas de Hidra".

O Hubble também forneceu as provas observacionais de que as luas seguem órbitas caóticas. "No entanto, isto não significa necessariamente que o sistema esteja à beira de se separar", acrescentou Showalter. "Precisamos de saber muito mais sobre o sistema antes de podermos determinar o seu destino a longo prazo."

Para surpresa dos astrónomos, os dados do Hubble também revelaram que a lua Cérbero é escura como carvão, enquanto que as restantes são brilhantes como areia branca. Previa-se que a poeira expelida dos satélites pelos impactos de meteoritos revestisse todas as luas, dando às suas superfícies um aspecto homogéneo, mas a cor de Cérbero é inesperada.

A sonda New Horizons da NASA, que passará pelo sistema de Plutão em Julho de 2015, poderá ajudar a resolver a questão da lua escura, bem como outras questões estranhas descobertas pelo Hubble. Estas novas descobertas estão a ser usadas para planear as observações científicas da New Horizons.

A oscilação caótica no sistema Plutão-Caronte dá-nos pistas sobre o comportamento dos planetas que orbitam sistemas binários. "Estamos a descobrir que o caos pode ser um traço comum em sistemas binários", disse Hamilton. "Pode até ter consequências para a vida em planetas nesses sistemas." O Observatório Espacial Kepler da NASA descobriu vários sistemas planetários que orbitam sistemas binários.

As pistas para este caos em Plutão surgiram quando os astrónomos mediram variações imprevistas na luz reflectida por Nix e Hidra. "Os dados eram confusos; não faziam sentido. Tivemos um pressentimento de que algo estava errado", disse Showalter. A sua equipa analisou imagens de Plutão tiradas pelo Hubble entre 2005 e 2012 e comparou as mudanças imprevistas na luz reflectida das luas a modelos dinâmicos de corpos a girar em campos gravitacionais complexos.

Em termos virtuais, todas as grandes luas, bem como as pequenas, em órbitas próximas, mantêm um hemisfério voltado para o planeta principal. Isto significa que a rotação do satélite é perfeitamente compatível com o período orbital. Isto não é uma coincidência, mas sim a consequência das marés gravitacionais entre a lua e o planeta. (Hiperião, que orbita Saturno, é o único outro exemplo de rotação caótica do Sistema Solar, que se deve às forças gravitacionais combinadas do planeta e da sua a maior lua, Titã).

Julga-se que as luas de Plutão se formaram devido a uma colisão entre o planeta anão e outro corpo de porte semelhante, no início da história do Sistema Solar. O material arremessado consolidou-se para formar a família de satélites que hoje se observam em torno de Plutão. Caronte, o seu companheiro, foi descoberto em 1978 e tem quase metade do tamanho de Plutão. O Hubble descobriu Nix e Hidra em 2005, Cérbero em 2011, e Estige em 2012. Estas pequenas luas, medindo apenas dezenas de quilómetros de diâmetro, foram encontradas pelo Hubble quando procurava potenciais perigos para a passagem da New Horizons.

Plutão e Caronte são um sistema duplo porque orbitam um centro de gravidade comum que está localizado no espaço entre os dois corpos.

Os investigadores dizem que a combinação de dados de monitorização do Hubble com o olhar breve mas de perto da New Horizons e eventuais observações com o Telescópio Espacial James Webb irão ajudar a resolver muitos mistérios do sistema Plutão-Caronte. Até agora, nenhum telescópio terrestre foi capaz de detectar as luas mais pequenas.

"Plutão vai continuar a surpreender-nos quando a New Horizons passar por lá, em Julho" disse Showalter. "O nosso trabalho com o telescópio Hubble apenas nos dá uma amostra do que aí pode vir."

Fonte da notícia: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/24/full/