Por que os planetas do Sistema Solar orbitam no mesmo plano?

Jônatas Ribeiro

Entusiastas da astronomia sabem bem que, além do Sol, que domina a gravidade local, e do nosso próprio planeta, existe uma variedade de classificações para os corpos do Sistema Solar. Há planetas rochosos, como a própria Terra, além de Mercúrio, Marte e Vênus. Maiores e mais distantes de nossa estrela, há planetas gasosos, como Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Há também planetas anões, como Ceres e Plutão, e asteroides, seja concentrados no famoso cinturão entre Júpiter e Marte, seja em outros locais. E, claro, as luas que orbitam muitos dos planetas. De Plutão para mais além, está presente ainda o Cinturão de Kuiper, onde se concentram corpos rochosos. E, também no limite do sistema, a nuvem de Oort. É dessa distante e gélida região, aliás, que se originam os cometas.

Vários dos objetos mencionados possuem semelhanças entre si. Às vezes, as classificações até mesmo se interseccionam. Como, por exemplo, no caso dos asteroides e do recente rótulo de planeta anão, a partir de certos critérios técnicos. Observando modelos dos movimentos dos corpos, contudo, podemos perceber o que parece ser uma coincidência. Os objetos, ou pelo menos os maiores, como os planetas, orbitam no mesmo plano. Isto é, como se uma órbita estivesse contida na outra, sem inclinação entre elas. Isso, contudo, não é somente impressão, nem ocorre apenas pelo acaso. A explicação nos leva, na verdade, de volta para o início do Sistema Solar.

A nuvem primordial

O plano orbital dos planetas do Sistema Solar já havia sido percebido há muito tempo por cientistas. De fato, foi uma das evidências para a formulação das primeiras teorias sobre a origem do nosso sistema estelar. Na Europa dos séculos XVII e XVIII, a ciência era chamada de filosofia natural. Era comum, inclusive, que grandes nomes da filosofia se aventurassem por investigações científicas e vice-versa. Por isso mesmo, foi justamente com o filósofo René Descartes que ideias científicas sobre a origem das nossas redondezas tomaram corpo pela primeira vez no continente. Por um certo tempo, pensou-se que a matéria que deu origem aos planetas teria sido arrancada do Sol em um impacto. Depois, outros pensadores, como Kant e Laplace, deram voz à ideia da nebulosa, ou nuvem, primordial. Essa ideia é a fonte do nosso modelo atual sobre as origens do Sistema Solar.

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Imagem: ESO/VISION survey

Conhecemos, hoje, a nuvem primordial como uma grande e massiva aglomeração de poeira e gás em rotação. Pairava pelo universo há cerca de 4,5 milhões de anos. Pensa-se também que deve ter tido dezenas de milhares de unidades astronômicas (AU) de diâmetro. Para se ter uma ideia melhor do que representa isso, 1 AU equivale à distância aproximada entre a Terra e o Sol. Isto é, cerca de 150 milhões de quilômetros. A escala de tamanho era tão grande que, com o acréscimo contínuo de mais matéria, a nuvem colapsou por sua própria gravidade. Com o colapso, a nebulosa se achatou, como um disco. Isso se deu porque, pelo princípio de conservação do momento angular na física, se o raio de rotação diminui, a velocidade de rotação deve aumentar.

Planetas em formação

No centro da nuvem, as moléculas de gás se acumulavam. Com o aumento da temperatura e pressão, os átomos, em sua maioria, de hidrogênio, começam a entrar em colisão. As condições passaram a ser suficientes para seus núcleos se fundirem, dando partida em um processo sucessivo de combustão nuclear. E, assim, dando origem ao que seria o Sol. O restante do disco gerado pela nuvem primordial, ainda em colapso, também se achatava e expandia durante o processo. Acaba por se formar uma estrutura fina e longa, chamada de disco protoplanetário.

disco protoplanetário
Imagem: ALMA

No crescimento do Sol, além do aquecimento na região, a estrela coletava o gás de seus arredores. A parte central do Sistema Solar, por isso, tendeu a ficar vazia de hidrogênio e hélio, restando partículas de poeira. Essas continuavam viajando pelo disco protoplanetário e eventualmente colidindo entre si. Ao longo de milhões de anos, a matéria sólida foi se juntando, formando partículas cada vez maiores. A partir desse processo, foram formados os planetas rochosos. Na região mais externa do disco, porém, a influência do Sol era menor. Ali houve, assim, formação de planetas gasosos pelo acúmulo, colapso e equilíbrio gravitacional acúmulos de gás.

De qualquer forma, o ponto fundamental para responder a questão do plano orbital é o fino disco protoplanetário. É a partir de sua estrutura que se formaram os planetas. Assim como é partir de sua rotação que os planetas passaram a orbitar o Sol. E, assim como para o Sistema Solar, processos semelhantes estão formando nesse exato momento outros sistemas estelares pelo universo.

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