Teoria nebular: origem, explicação e limitações - Ciência - 2023

Contente

o teoria nebular explica a formação do nosso sistema solar e, por extensão, dos outros sistemas planetários. Seus detalhes foram divulgados pela primeira vez em 1796, graças a Pierre de Laplace (1749-1827). De acordo com a teoria, o Sol e os outros planetas do sistema solar se originaram em uma nuvem de gás e poeira em rotação lenta.

A força da gravidade impulsionou a matéria em direção ao centro da nuvem, diminuindo sua extensão. Então, a velocidade da nuvem aumentou, para respeitar a conservação do momento angular. E a temperatura também aumentou.

Graças à rotação, a maior parte do material se condensou em uma enorme região central esférica, e o resto formou um disco ao redor dela.

Diversas forças entraram em ação: a gravidade, que tende a acumular matéria em direção ao centro, o atrito entre as partículas e a pressão gerada no interior da nuvem, que a expande.

Da esfera central originou-se o Sol, e do disco de matéria ao seu redor, chamado disco protoplanetário, os planetas que conhecemos surgiram, incluindo a Terra.

Origens da teoria

Desde os tempos antigos até os dias atuais, vários pensadores têm especulado sobre como os objetos celestes foram criados.

Grécia Antiga

Demócrito de Abdera (460 - 370 aC) já havia sugerido que os objetos celestes se originavam em uma vasta região cheia de átomos.

De alguma forma, a matéria poderia se condensar e dar origem à Terra e às outras estrelas.

Século XVII

Muito mais tarde, o matemático francês René Descartes (1596-1650), apresentou uma ideia semelhante: havia vórtices ou redemoinhos de matéria, cheios de partículas em rotação. De um deles surgiu a matéria que mais tarde se condensou no Sol e nos planetas.

Isso foi afirmado em seu tratado Le Monde, escrito entre 1632 e 1633, cuja publicação não foi imediata devido ao medo da Inquisição. Esta obra só pôde ver a luz após a morte de seu autor.

Século XVIII

Anos depois, em 1734, o pensador e místico sueco Emanuel Swedenborg (1688-1772) escreveu uma obra em três volumes chamada Ensaio sobre os princípios das coisas naturais.

Lá ele afirmou que a Terra e os outros planetas se originaram junto com o Sol, separando-se em seguida. O texto continha diagramas explicativos cuidadosos do processo.

Hipótese nebular de Kant-Laplace

As ideias de Swedenborg serviram de inspiração para o teólogo alemão Immanuel Kant (1724-1804) por seu trabalho A história geral da natureza e a teoria dos céus, publicado anonimamente em 1755.

Nele, ele fala sobre a nebulosa de poeira que preenchia o espaço. A certa altura, a nebulosa começou a girar, o que acabou levando ao surgimento do Sol e dos planetas.

No entanto, foi Pierre Simon de Laplace (1749-1827) quem deu um arcabouço rigoroso à teoria, fornecendo-lhe uma base matemática. Por esta razão, a teoria nebular também é conhecida como Hipótese de Kant-Laplace.

Na época de Laplace, as leis da dinâmica de Newton estavam firmemente estabelecidas e as observações dos astrônomos William Herschel e Charles Messier estavam disponíveis. Este último tinha um catálogo de objetos celestes em que surgiram numerosas nebulosas.

De acordo com Laplace, as nebulosas se condensaram para dar origem às estrelas. Ao contrário do que Kant acreditava, para Laplace a nebulosa era feita de gás incandescente e não de poeira, e já era animada por um movimento rotacional.

Postulados da teoria nebular

A teoria nebular é baseada na lei da gravitação universal e na conservação do momento angular. Segundo ela, a criação do sistema solar ocorreu assim:

- No início havia uma grande nuvem de gás em rotação, que gradualmente se condensava graças à força da gravidade.

- À medida que o raio da nuvem diminuía, era necessário aumentar sua velocidade para que o momento angular fosse constante. Algo semelhante é o que acontece quando um patinador em rotação contrai os braços: sua velocidade aumenta imediatamente.

- Devido à rotação, a nuvem assumiu a forma de um disco, cujo núcleo foi denominado protosol, da qual surgiu o Sol, enquanto um anel de gás se formou a partir das regiões externas, que acabou se destacando, pois, como sabemos, os objetos que giram nas bordas têm tendência a serem lançados.

Essa força foi intensificada o suficiente para neutralizar a gravidade puxando para dentro. Assim, o Sistema Solar parou de se contrair em um plano, mas continuou a se contrair em outro plano perpendicular, e assim a nebulosa solar acabou como um disco.

O atrito fez com que a região esquentasse tanto que o gás começou a sofrer reações nucleares, formando assim o nosso Sol, embora esses processos não fossem conhecidos na época de Laplace.

- O núcleo se contraiu novamente e aumentou sua velocidade de rotação, emitindo um segundo anel gasoso e depois um terceiro e assim por diante.

Os anéis deslocados foram fragmentados por causa de sua densidade desigual, embora depois unidos eles formaram planetesimais (objetos como 1 km de raio ou pouco mais), dependendo teoria planetesimal, derivado precisamente da teoria nebular.

Essa teoria garante que os planetesimais mais tarde deram à luz planetas, satélites e outros objetos do sistema solar, por meio dos processos de acreção.

- Com o tempo, o vento solar deslocou o gás remanescente do espaço entre as órbitas planetárias e tudo permaneceu como o vemos hoje.

Sucessos e limitações

Atualmente, considera-se que a teoria explica de forma satisfatória porque os planetas seguem um movimento translacional na mesma direção, com órbitas elípticas quase circulares e em planos muito próximos, já que originalmente provinham do plano do disco.

Também é consistente com os tipos de planetas observados no sistema solar: os pequenos e rochosos como a Terra, mais perto do Sol, e os gigantes gasosos externos.

No entanto, a teoria tem algumas limitações importantes:

Direção de rotação dos planetas em seu próprio eixo

Não explica a rotação retrógrada de planetas como Vênus e Urano, bem como os numerosos satélites retrógrados lá fora.

Diferentes inclinações dos eixos de rotação

Cada planeta tem uma inclinação diferente em seu eixo de rotação.

Preveja um sistema solar menor

Também acontece que uma massa gasosa em rotação não se condensa em um objeto grande como o Sol e, portanto, o tamanho do sistema solar deveria ser muito menor.

O momento angular observado do Sol é muito pequeno

Finalmente, o cálculo teórico do momento angular necessário para a formação dos anéis gasosos é 200 vezes maior do que o observado e quase tudo deveria pertencer ao Sol.

No entanto, a maior parte do momento angular do sistema solar é mantida pelos planetas, embora embora o momento angular de um sistema isolado seja constante, é possível que haja uma redistribuição dele entre o Sol e os planetas.

Para resolver a questão, o astrônomo Carl Von Weizsacker propôs em 1940 uma origem diferente para o Sol e os planetas, afirmando que o Sol se formou primeiro e depois foi criado o disco de matéria ao seu redor que deu origem aos planetas.

Isso é perfeitamente possível, visto que o primeiro exoplaneta foi descoberto orbitando um pulsar, que é um remanescente de estrela que desapareceu catastroficamente.

Um sistema planetário de tal estrela teria sido destruído pelo evento, então tudo indica que este planeta foi formado muito mais tarde ou foi de alguma forma capturado.

Outras hipóteses propõem que uma estrela pode se livrar de seu excesso de momento angular expelindo jatos de matéria em rotação que acabariam no disco protoplanetário.

A teoria nebular hoje

Portanto, apesar das desvantagens, a teoria nebular foi modificada sucessivamente graças a novas contribuições, tornando-se a teoria planetesimal.

É a hipótese aceita hoje pela grande maioria dos cientistas para explicar a origem deste e de outros sistemas planetários observados no universo, uma vez que discos de matéria foram detectados, com efeito, em estrelas jovens recém-formadas, como o tipo T-Tauri.

Mas as teorias estão sempre sujeitas a modificações contínuas à medida que o conhecimento aumenta, e é o que acontece com a teoria nebular.

Quanto mais se sabe sobre a formação de planetas extrasolares, a imagem de como nosso próprio sistema solar se formou se tornará cada vez mais clara.

Referências

Associação Astronômica de Madrid. Formação de sistemas planetários. Recuperado de: aam.org.es.
Luminet, J. P. Cosmogenesis: the nebular hipótese. Recuperado de: blogs.futura-sciences.com.
Origem e formação do sistema solar. Recuperado de: carmenes.caha.es.
Pasachoff, J. 2007. O Cosmos: Astronomia no novo milênio. 3º Edição. Thomson-Brooks / Cole.
Tignanelli, H. Sobre a formação do sistema solar. Recuperado de: kapy83.files.wordpress.com.
Universidade Internacional de Valência. A origem do sistema solar. Recuperado de: universidadviu.com.
Wikisabio. O Sistema Solar Interior. Recuperado de: wikisabio.com
Williams, M. Como foi formado o sistema solar? A hipótese nebular. Recuperado de: universetoday.com