Planetas errantes, corpos celestes que vagam pelo espaço sem orbitar uma estrela, já são conhecidos pela astronomia. No entanto, uma dúvida permanecia: o que acontece com as luas desses planetas quando eles são expulsos de seus sistemas? Um novo estudo buscou responder a essa questão por meio de milhares de simulações de encontros estelares.

Pesquisadores do Observatório de Leiden, na Holanda, analisaram cerca de 34 mil cenários em que uma estrela passa próxima de um sistema planetário e altera sua dinâmica gravitacional. Os resultados indicam que a sobrevivência de uma lua depende principalmente da distância em que ela orbita seu planeta. Além disso, as características dessas órbitas podem ajudar os astrônomos a reconstruir como ocorreu a expulsão desses sistemas.

A distância da lua determina seu destino. O trabalho, conduzido por Yannick Badoux e Simon Portegies Zwart, acompanhou o destino de planetas e de suas luas durante encontros próximos com outras estrelas. Segundo as simulações, o fator decisivo é o chamado raio de Hill, região ao redor de um planeta onde sua gravidade supera a influência gravitacional da estrela hospedeira. É dentro desse limite que uma lua consegue permanecer em órbita.

Os pesquisadores verificaram que luas localizadas até aproximadamente 40% do raio de Hill tendem a continuar acompanhando o planeta mesmo após sua expulsão do sistema. Já aquelas posicionadas além desse limite perdem rapidamente o vínculo gravitacional. A partir de cerca de 50% do raio de Hill, a separação entre planeta e lua praticamente se torna inevitável.

As conclusões também foram aplicadas a um exemplo conhecido do Sistema Solar. De acordo com o estudo, se Júpiter fosse removido do Sistema Solar por uma estrela que passasse próxima, Io, Europa, Ganimedes e Calisto permaneceriam orbitando o gigante gasoso. Isso ocorre porque essas quatro luas estão muito próximas do planeta, ocupando menos de 1% do raio de Hill de Júpiter.

Além disso, o encontro gravitacional deixa marcas diferentes nas luas sobreviventes. As que permanecem em órbitas mais próximas tendem a conservar trajetórias quase circulares, enquanto aquelas que escapam por pouco apresentam órbitas mais alongadas e inclinadas. As simulações indicam que, em cerca de 87% das ejeções, a distância entre planeta e lua muda menos de 10%.

Um candidato observado pode confirmar o modelo. A equipe também aplicou o modelo a um objeto já identificado por meio da técnica de microlente gravitacional. Catalogado como MOA-2011-BLG-262L, ele pode ser um planeta errante acompanhado por uma lua com massa inferior à da Terra, embora os dados disponíveis ainda permitam outras interpretações.

Luas podem continuar aquecidas mesmo no espaço interestelar. O estudo também destaca uma consequência interessante da permanência dessas luas ao lado de seus planetas. Algumas luas podem gerar calor interno devido às forças gravitacionais exercidas pelo planeta que orbitam, sem depender da luz de uma estrela. Europa, por exemplo, possui um oceano subterrâneo cuja existência é atribuída a esse aquecimento.

Com informacoes de Olhar Digital.