Planeta Ceres

SUMÁRIO EXECUTIVO

Neste trabalho, você encontrará tudo o que se sabe até hoje sobre o planeta-anão Ceres, localizado entre Vênus e Marte. Desde a sua descoberta em 1801 pelo padre e monge Piazzi até a descoberta deste ano de materiais orgânicos e possibilidade de vida.

O tema foi escolhido pelo meu pai, de onde herdei o interesse por astronomia e adquiri boa parte do meu total conhecimento no assunto e no planeta em questão.

CAPÍTULO 1 DEFINIÇÃO

Ceres é um planeta anão localizado no cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter, sendo o maior dos asteroides. Tem um diâmetro de cerca de 950 km e é o corpo mais denso desta região do sistema solar, contendo cerca de um terço do total da massa do cinturão.

O planeta foi descoberto em 1801 por Giuseppe Piazzi, padre e monge da Igreja Católica, matemático e astrônomo italiano, tendo-o designado inicialmente por Cerere Ferdinandea. A existência e a localização de Ceres tinha sido prevista alguns anos antes a uma distância de 419 milhões de quilômetros (2,8 Unidades Astronômicas - UA) pela lei de Titius-Bode (também chamada de Lei do Bode, é uma controversa lei matemática que define aproximadamente as distâncias planetárias).

Ceres recebeu diversas classificações, sendo inicialmente considerado planeta na altura em que foi descoberto foi considerado como um planeta, mas após a descoberta de corpos celestes semelhantes na mesma área do sistema solar, levou a que fosse reclassificado como um asteróide por mais de 150 anos. Em 2006 foi enquadrado na categoria de planeta anão.

Planeta Ceres

Apesar de ser um corpo celeste relativamente próximo da Terra, pouco se sabe sobre Ceres. A superfície ceriana, por exemplo, está sendo desvendada atualmente, pouco se sabia um tempo atrás. Em imagens de 1995, pareceu ver-se um grande ponto negro que seria uma enorme cratera; em 2003, novas imagens apontaram para a existência de um ponto branco com origem desconhecida para época, não se conseguindo assinalar a cratera inicial.

Mais tarde, com imagens mais nítidas, foi descoberto que Ceres possui um formato arredondado e uma superfície escura cheia de crateras. É constituído possivelmente por um núcleo rochoso circundado por um manto de gelo. Sua superfície, conforme anteriormente observado pelo Telescópio Espacial Hubble, apresenta regiões mais escuras, além de locais de brilho proeminente, o que supõem-se que sejam gelo e sais.

Ceres é um planeta embrionário com estrutura e composição muito diferentes das dos asteroides comuns e que permaneceu intacto provavelmente desde a sua formação, há mais de 4,6 bilhões de anos. O planeta anão possui uma leve atmosfera formada por vapor de água que eleva e deixa a superfície. Ceres é possivelmente um corpo rochoso ou de gelo) restante do período de formação e evolução do Sistema Solar. Pensava-se, também, que Ceres fosse o corpo principal da "família Ceres de asteróides". Contudo, Ceres mostrou-se pouco aparentado com o seu próprio grupo, inclusive em termos físicos. Grupo agora nominado de "família Gefion de asteróides”.

Na mitologia romana, Ceres é equivalente à deusa grega, Deméter, filha de Saturno, amante e irmã de Júpiter, irmã de Juno, Vesta, Netuno e Plutão. Ceres era a deusa das colheitas e do amor maternal. A veneração de Ceres ficou associada às classes plebeias, que dominavam o comércio de cereais.

CAPÍTULO 2 DESCOBERTA

Em 1772, Johann Elert Bode (astrônomo alemão) sugeriu que um planeta desconhecido poderia existir entre as órbitas de Marte e Júpiter. Johannes Kepler (astrônomo e matemático alemão) já havia percebido uma lacuna entre os dois planetas duzentos anos antes. Em 1766, Johann Daniel Titius (astrônomo alemão e desenvolvedor da lei Titius-Bode, divulgada por Johann Elert Bode), propôs que nesta lacuna seria preenchida pela existência de um planeta. No congresso astronômico que teve lugar em Gota, na Alemanha em 1796, o astrônomo francês Jérôme Lalande recomendou a procura por Ceres.

Os astrônomos iniciaram a procura pelo Zodíaco e Ceres foi descoberto acidentalmente no dia 1 de janeiro de 1801 por Giuseppe Piazzi, que não fazia parte dessa comissão, usando um telescópio situado no alto do Palácio Real de Palermo na Sicília. Piazzi procurava uma estrela listada por Francis Wollaston porque não estava na posição descrita no catálogo. No dia 24 de janeiro, Piazzi anunciou a sua descoberta em cartas a astrônomos. Ele catalogou Ceres como um cometa, mas "dado o seu movimento muito lento e algo uniforme, ocorreu-me várias vezes que pode ser algo melhor que um cometa".

Ceres foi considerado extremamente pequeno para ser um verdadeiro planeta e as primeiras medidas apresentavam um diâmetro de 480 km. Ceres permaneceu listado como um planeta em livros e tabelas de astronomia por mais de meio século, até que vários outros corpos celestes foram descobertos na mesma região do sistema solar. Ceres e esse grupo de corpos ficaram conhecidos como cintura de asteroides. Muitos cientistas começaram a imaginar que estes seriam o vestígio final de um velho planeta destruído. Contudo, hoje sabe-se que o cinturão é um planeta em construção e que nunca completou a sua formação.

Uma ocultação de uma estrela por Ceres foi observada no México, Flórida e nas Caraíbas no dia 13 de novembro de 1984: com esta ocultação foi possível estabelecer seu tamanho máximo, mais do dobro daquele que se julgava correto, e a forma do planetóide, que se apresentava praticamente esférico. Em 2005, descobriu-se que Ceres era um corpo celeste mais complexo do que se tinha imaginado, mostrando-se como um planeta iniciante.

Em 2006 o debate sobre Plutão e a definição de planeta fez com que Ceres pudesse ser reconsiderado um planeta. A proposta anterior da União Astronômica Internacional para a definição de planeta afirmava que que um planeta é um corpo celeste que:

a) “Tenha massa suficiente de forma que sua própria gravidade supere as forças de corpo rígido de forma que tenha uma forma em equilíbrio hidrostático (arredondada)”;

b) “Está em órbita de uma estrela e não é outra estrela ou um satélite de um planeta”.

Caso esta solução tivesse sido adotada, Ceres se tornaria o quinto planeta a partir do Sol. Em 24 de agosto de 2006 uma definição modificada foi adotada, tendo o requisito adicional de que um planeta deveria "dominar sua própria órbita". Nesta definição, Ceres não é um planeta pois não domina sua órbita, compartilhando-a com milhares de outros asteroides no cinturão de asteroides e constituindo apenas um terço da massa do cinturão. Corpos que se enquadram na primeira proposição mas não na segunda, como Ceres, foram então classificados como planetas anões.

Comparação do tamanho da Terra, Lua e Ceres (inf. esq.)

Apesar de não ter um campo magnético e possuir baixa gravidade, existem ideias para que Ceres seja um dos possíveis locais para a colonização humana futura no sistema solar interior, provavelmente depois de se estabelecer uma base humana permanente em Marte. Ceres tem recursos hídricos sob a forma de gelo com um décimo de toda a água dos oceanos terrestres e luz solar suficiente para a produção de energia solar. O que possível e futuramente possa ser uma espécie de base para a exploração de minérios em asteróides, possibilitando que esses recursos minerais possam ser depois transportados para Marte, para a Lua ou até para a Terra.

Assume-se eventualmente que Ceres foi reclassificado como planeta anão, e que, portanto, não é mais considerado um asteroide. O Minor Planet Center (em português, Centro de Planetas Menores) afirma que estes corpos podem ter uma designação dupla. A decisão da União Astronômica Internacional (UAI) em 2006 que classificou Ceres como um planeta anão não apontou se ele é ou não um asteroide. De fato, a UAI não possui uma definição formal de asteroide, utilizando com maior frequência o termo “planeta menor” até 2006, e preferindo os termos “corpo menor do Sistema Solar” ou “planeta anão” após 2006.

CAPÍTULO 3 GEOLOGIA

Ceres é o único planeta anão nas proximidades do Sol. Entretanto, nos confins do sistema solar, existem quatro planetas anões, todos maiores que Ceres: Plutão, Haumea, Makemake e Éris. Vários planetóides gelados destas regiões remotas e que aparentam ser maiores que Ceres aguardam a classificação como planetas anões, apesar de muitos deles serem menos massivos.

Os cientistas, há muito que teorizaram que Ceres seria uma massa indiferenciada e homogênea, semelhante a muitos corpos ricos em carbono que povoam a Cintura de Asteroides, tendo um nível de albedo (poder refletor de um corpo não luminoso que difunde a luz recebida) muito semelhante ao da Lua, levando a supor-se que a sua superfície deverá ser igual a do nosso satélite natural. No entanto, Peter Thomas e os seus colaboradores mostraram que isto não era verdade. O grupo observou e gravou rotações inteiras de Ceres usando o Telescópio espacial Hubble entre dezembro de 2003 e janeiro de 2004.

Geologia do planeta Ceres

Ao examinarem as imagens, verificaram que Ceres era quase perfeitamente esferoide, com uma pequena saliência de 30 km no equador, ao contrário da grande maioria dos asteroides, tornando-o único entre os asteroides. Anteriormente, pensava-se que a saliência fosse de 40 km, através das melhores medições da massa de Ceres anteriormente realizadas. A diferença, segundo Thomas e seus colegas, deve-se a que Ceres não é homogêneo, mas estruturado em camadas, com um núcleo denso de rocha coberto por um manto de gelo de água, por sua vez coberto por uma crosta leve.

O manto de Ceres deverá ser de gelo de água, cuja espessura é de 100km (correspondente a 23%-28% da Ceres e 50% de seu volume), porque a densidade de Ceres é menor que a da crosta da Terra e porque marcas espectrais da superfície evidenciam minerais moldados pela água. Contém 200 milhões de quilômetros cúbicos de água, mais que toda a água doce na Terra. Esta água encontra-se enterrada sobre uma fina camada de poeira.

Caso não fossem as perturbações gravitacionais de Júpiter há milhares de milhões de anos, Ceres seria, indiscutivelmente, um verdadeiro planeta. Com uma massa de 9,45±0,04×1020 kg, Ceres tem mais do que um terço do total de 2,3×1021 kg de massa de todos os asteroides do sistema solar (que ainda é apenas cerca de 4% da massa da Lua).

Existe alguma ambiguidade relativamente às características da superfície de Ceres. As imagens ultravioletas de baixa resolução tiradas pelo Telescópio espacial Hubble em 1995 mostram um ponto negro na sua superfície, ao qual foi dado o apelido "Piazzi", que teria 250 km de diâmetro, um quarto da dimensão de Ceres, e que teria resultado do impacto de um asteroide com 25 km de diâmetro. Mais tarde, imagens de maior resolução tiradas durante uma rotação completa com o telescópio Keck, usando óptica adaptativa, não mostraram sinais da existência de "Piazzi". Contudo, duas características escuras foram vistas movendo-se ao longo de uma rotação do planeta anão, uma com uma região central brilhante e que se supõe serem crateras.

Ceres tem mais hidrogênio abaixo de sua superfície perto dos pólos. Algumas características de sua superfície e história (como a distância ao Sol, a qual diminui a intensidade da radiação solar o suficiente para permitir que compostos com baixos pontos de congelamento fossem incorporados durante sua formação), apontam para a presença de materiais voláteis em seu interior. Já foi sugerido que uma camada remanescente de água líquida pode ter sobrevivido até o presente debaixo de uma camada de gelo.

Uma outra teoria sugere que a forma e as dimensões de Ceres podem ser explicadas por um interior poroso parcialmente diferenciado ou sem diferenciação alguma. A presença de uma camada de rocha sobre o gelo seria gravitacionalmente instável. Se alguma parte dos depósitos de rocha afundaram numa camada diferenciada de gelo, depósitos de sal se formariam, mas estes não foram encontrados. Portanto é possível que Ceres não contenha uma grande camada de gelo, mas que foi formado na verdade por asteroides de baixa densidade com componentes aquosos.

Existem ainda algumas indicações que sua superfície seja quente e deva possuir uma fraca atmosfera e gelo. A temperatura máxima ao meio-dia foi estimada em cerca de -38 °C em 5 de maio de 1991. Tendo em conta a distância ao Sol, a temperatura máxima deverá atingir -34 °C no periélio (instante em que um astro se encontra, em sua órbita, mais próximo do Sol). Um dia em Ceres dura pouco mais de nove horas terrestres.

3.1 Superfície

A composição superficial de Ceres é similar à dos asteroides do tipo C, de acordo com a classificação espectral de asteroides. No entanto existem algumas diferenças. As características predominantes de Ceres observadas no infravermelho são típicas de materiais hidratados, o que indica a presença de quantidades significativas de água em seu interior. Outros possíveis constituintesincluem materiais argilosos ricos em ferro (cronstedtita) e minerais de carbonato (dolomita e siderita), que são comuns em meteoritos condritos (meteoritos rochosos que não foram modificados devido a fusão ou diferenciação do corpo de origem) ricos em carbono. A presença de carbonatos (sais inorgânicos) e minerais argilosos no espectro são geralmente ausentes em outros asteroides do tipo C. Por vezes, Ceres é classificado como um asteroide do tipo G, principalmente pelo fato de apresentar uma forte absorção no espectro ultravioleta, o que não acontece nos asteroides da família C. Nas fotos de alta resolução de imagem de 35 metros por pixel, Kupalo, uma das crateras mais jovens em Ceres, exibe um material brilhante exposto na borda, o que poderia ser sais, e a sua superfície plana provavelmente formada a partir de material derretido por impacto e detritos.

CAPÍTULO 4 COMPOSTOS ORGÂNICOS

Após observações feitas pela sonda Dawn (em português, aurora), da Nasa, em 16 de fevereiro deste ano foi divulgada a descoberta de materiais orgânicos em Ceres. “A descoberta de uma alta concentração localizada de (compostos) orgânicos é intrigante, com amplas implicações para a comunidade de astrobiologia”, conta Simone Marchi, cientista do Instituto de Pesquisas Southwest, EUA, e uma das autoras de artigo sobre o achado, publicado na revista Science. “Ceres tem evidências de minerais hidratados contendo amônia, gelo de água, carbonatos, sais e, agora, materiais orgânicos. Com este novo achado, a Dawn mostrou que Ceres contém todos ingredientes chaves para vida. ”

O impacto da descoberta de compostos orgânicos em Ceres, no entanto, vai além de sua simples presença, próxima a uma cratera de 50 quilômetros de diâmetro em seu Hemisfério Norte, batizada Ernutet (região com cerca de 1000 km²).

Os materiais encontrados incluem metano e vários tipos de hidrocarbonetos, que são de extrema importância, uma vez que são moléculas precursoras dos aminoácidos, um dos elementos chave para a vida como a conhecemos. Além disso, carbonos alifáticos também foram encontrados em abundância. Por serem estruturas muito frágeis, a descoberta dos carbonos alifáticos sugere que eles foram formados ali mesmo, e não foram trazidos por outros corpos que possam ter se chocado com o planeta.

Segundos os pesquisadores, as observações indicam que estas moléculas teriam sido formadas por processos químicos ocorridos no próprio planeta-anão, de aproximadamente mil quilômetros de diâmetro, e não levadas até lá pelo impacto de cometas, objetos celestes sabidamente ricos neste tipo de substâncias. Isto porque, além da distribuição e características destes compostos não permitirem associá-los a uma cratera específica nele, o planeta-anão exibe sinais claros de atividade hidrotermal e mobilidade de fluidos que sugerem que as áreas ricas nestas moléculas são resultado de seus processos internos.

A natureza exata dos compostos orgânicos em Ceres não pôde ser determinada a partir das observações da Dawn, mas segundo os pesquisadores eles seriam semelhantes aos que compõem o piche aqui na Terra. Sua descoberta lá também indica que os ingredientes da vida já podiam estar distribuídos pelo Sistema Solar ainda na época de sua formação. Mesmo Ceres tendo tudo o que é necessário para haver vida, os cientistas destacam que possivelmente não há:

“Creio que estas moléculas orgânicas ainda estão longe da vida microbiana”, disse Christopher Russell, cientista-chefe da missão Dawn e pesquisador da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) em e-mail à agência de notícias Reuters. “Esta descoberta indica que o material inicial do Sistema Solar continha todos elementos necessários, ou tijolos de construção, da vida. Mas Ceres pode ter sido capaz de levar este processo só até um certo ponto. Talvez para continuar a se mover neste caminha seja preciso um objeto maior com estrutura e dinâmicas mais complexas.”

Como afirmou à imprensa a autora principal do estudo, Maria Chiara De Sanctis, do Instituto Nacional Astrofísica, da Itália, materiais orgânicos já haviam sido encontrados em cometas, mas sempre existiu a dificuldade de identificar o tipo de material encontrado. “É a primeira vez que encontramos uma assinatura tão clara”, disse.

Ponto luminoso na superfície do planeta-anão

Michael Küppers, do Centro de Astronomia Espacial da Agência Espacial Europeia, perto de Madri, destaca a importância desse achado num artigo que acompanha o estudo. "Dado que Ceres é um planeta anão que ainda pode conservar parte do calor interno gerado durante sua formação, e inclusive tenha um oceano subterrâneo, isso abre a possibilidade de que possam ter surgido formas de vida primitivas".

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Ceres foi descoberto repentinamente em 1801 por um padre e monge alemão, Piazzi, quando estava procurando determinada estrela que estava listada em local incorreto.

Após a descoberta, Ceres tivera deveras definições entre elas, asteroide, até chegar em planeta-anão, que permanece até hoje.

Durante muito tempo, a geologia, entre outros detalhes do dito cujo, foi um mistério. Até que, graças a sonda Dawn da NASA, cientistas descobriram que há água congelada e diversos outros materiais orgânicos no planeta-anão, o que dá a possibilidade de vida lá.

(Matéria escrita em maio de 2017)