90377 Sedna: diferenças entre revisões

90377 Sedna
Objeto transnetuniano
	; Imagem de descoberta de Sedna (identificado pela seta amarela)
Características orbitais
Semieixo maior	518,57 UA
Periélio	76,361 UA
Afélio	937 UA
Excentricidade	0,8527
Período orbital	~11,400 anos
Velocidade orbital média	1,04 km/s
Inclinação	11,927 °
Argumento do periastro	311,02°
Longitude do nó ascendente	144,26°
Características físicas
Diâmetro equatorial	1 200–1 600 km ; <1 600 km
Massa	1.8–4.3 x 1021 kg
Densidade média	2,0 g/cm³
Gravidade equatorial	0,03–0,05 g
Período de rotação	0,42 d (10 h)
Velocidade de escape	0,62–0,95 km/s
Albedo	0,16–0,30
Temperatura	média: ~12 K / -261,2 ºC
Magnitude aparente	21,1 ; 20,5 (perélio)
Magnitude absoluta	1,58 ± 0,33

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Revisão das 17h11min de 3 de janeiro de 2012

90377 Sedna é um objeto transnetuniano descoberto em 2003, que atualmente está cerca de três vezes mais longe do Sol que Netuno. Sua órbita é extremamente excêntrica, com um afélio de cerca de 960 UA (32 vezes a distância de Netuno), tornando-o um dos objetos mais distantes conhecidos no Sistema Solar além de cometas de longo período.

Sedna é quase certamente um planeta anão,^[8] porém a União Astronômica Internacional não o designou formalmente como tal. Mesmo com dois terços do tamanho de Plutão, sua distância do Sol dificulta a determinação de sua forma e que está em equilíbrio hidrostático. Análises espectroscópicas revelaram que a composição da superfície de Sedna é parecida à de outros objetos transnetunianos, sendo principalmente uma mistura de gelo de água, metano e nitrogênio com tolinas. Sua superfície é uma das mais vermelhas no Sistema Solar.

A órbita extrema de Sedna, com um período orbital de cerca de 11 400 anos e um perélio de 76 UA, têm criado muitas teorias sobre sua origem. O Minor Planet Center classifica Sedna como um objeto do disco disperso, um grupo de objetos enviados a órbitas alongados pela influência gravitacional de Netuno. No entanto, essa classificação tem sido contestada, uma vez que Sedna nunca chega perto de Netuno para ter sido afetado pelo planeta, o que levou alguns astrônomos a acreditarem que ele é o primeiro membro conhecido da parte interna da nuvem de Oort. Outros especulam que Sedna foi colocado em sua órbita atual por uma estrela, possivelmente do aglomerado em que o Sol nasceu, ou até mesmo que foi capturado de outro sistema planetário. Outra hipótese sugere que sua órbita pode ser a evidência de um grande planeta além da órbita de Netuno. O astrônomo Michael E. Brown, o co-descobridor de Sedna e dos planetas anões Éris, Haumea e Makemake, acredita que Sedna é cientificamente o obejto transnetunaino mais importante já descoberto, pois o entendimento de sua órbita anormal provavelmente vai fornecer informações valiosas sobre a origem e evolução do Sistema Solar.^[9]

Descoberta e nomeação

Sedna foi descoberto por Mike Brown (Caltech), Chad Trujillo (Observatório Gemini) e David Rabinowitz (Universidade Yale) em 14 de novembro de 2003, recebendo a designação provisória 2003 VB₁₂.^[10] A descoberta foi parte de uma pesquisa começada em 2001 com o telescópio Samuel Oschin no Observatório Palomar, situado perto de San Diego, Califórnia. Nesse dia, um objeto foi visto se movendo 4,6 segundos de arco em 3,1 horas, indicando que ele estava a cerca de 100 UA. Outras observações em novembro e dezembro de 2003 com o telescópio SMARTS no Observatório de Cerro Tololo no Chile e com o telescópio Tenagra IV no Observatório W. M. Keck no Havaí revelaram que o objeto estava se movendo em uma órbita distante e excêntrica. Mais tarde o objeto foi descoberto em imagens precovery feitas pelo telescópio Samuel Oschin assim como no arquivo do Near Earth Asteroid Tracking. Essas imagens expandiram o arco orbital conhecido e permitiram calcular sua órbita com mais precisão.^[11]

"A nossa mais recente descoberta é o lugar mais frio e distante conhecido no Sistema Solar," Mike Brown em seu site, "então nós achamos apropriado nomeá-lo em homenagem a Sedna, a deusa inuíte do mar, que segundo a mitologia vive no fundo do Oceano Ártico."^[12] Brown também sugerou ao Minor Planet Center que outros objetos descobertos na região orbital de Sedna deveriam ser nomeados também a partir de entidades das mitologias árticas.^[12] A equipe anunciou o nome "Sedna" antes mesmo do objeto ser numerado oficialmente.^[13] Brian Marsden, o diretor do Minor Planet Center, disse que isso era uma violação de protocolo, e que alguns membros da UAI poderiam votar contra o nome.^[14] No entanto, não houve oposição ao nome, e nenhum nome concorrente foi sugerido. O nome foi aceito formalmente em setembro de 2004,^[15] e foi anunciado que, em casos parecidos de descoberta extraordinária, iria ser possível nomear um corpo antes de ele ser oficialmente numerado.^[13]

Órbita e rotação

A órbita de Sedna (em vermelho) comparada com as órbitas de Júpiter (laranja), Saturno (amarelo), Urano (verde), Netuno (azul), e Plutão (roxo).

Sedna possui um dos maiores períodos orbitais de qualquer objeto conhecido no Sistema Solar, calculado em cerca de 11 400 years, menor apenas que o de cometas e alguns corpos menores.^[2]^[g] Sua órbita é extremamente excêntrica, com um afélio estimado em 937 UA^[2] e um perélio de cerca de 76 UA, o perélio mais distante já observado pra qualquer objeto do Sistema Solar.^[16] Na época de sua descoberta ele estava aproximando perélio a 89,6 UA do Sol,^[17] e era o objeto mais distante já observado. Em 2005 Éris foi detectado pela mesma pesquisa a 97 UA. Embora a órbita de alguns cometas de longo período se estendam mais longe que Sedna, eles são muito pouco brilhantes para serem descobertos exceto ao aproximar o perélio no Sistema Solar interno. Mesmo quando Sedna alcançar perélio na metade de 2076,^[7]^[c] o Sol iria aparecer apenas como uma estrela muito brilhante no céu, somente cem vezes mais brilhante que a Lua cheia na Terra, e muito distante para ser visível como um disco a olho nu.^[18]

Quando foi descoberto, acreditava-se que Sedna tinha um período de rotação anormalmente grande (20 a 50 dias).^[18] Inicialmente especulava-se que Sedna tinha um grande companheiro binário, similar à lua de Plutão Caronte, o que explicava o grande período de rotação.^[12] Uma busca por um satélite pelo Telescópio Espacial Hubble em março de 2004 não achou nada,^[19]^{[nota 2]} e medições subsequentes feitas pelo telescópio MMT sugerem um período de rotação muito menor de cerca de 10 horas, o que é típico para um corpo de tamanho de Sedna.^[20]

Características físicas

Sedna tem uma magnitude absoluta (H) de 1,6,^[1] e possui um albedo estimado entre 0,16 e 0,30,^[3] assim dando um diâmetro entre 1 200 e 1 600 km.^[3] Na época de sua descoberta ele era o maior objeto achado no Sistema Solar desde Plutão em 1930. Mike Brown e sua equipe acreditam que ele é o quinto maior objeto transnetuniano depois de Éris, Plutão, Makemake e Haumea.^[3]^[21] Em 2004, os descobridores colocaram um limite superior de 1 800 km em seu diâmetro,^[22] mas em 2007 o valor foi revisto para 1 600 km após observações com o Telescópio Espacial Spitzer.^[4] Como Sedna não tem luas, determinar sua massa é díficil, porém ela provavelmente está na faixa de 1,8–4,3 x 10²¹ kg.^{[nota 1]}

Observações pelo telescópio SMARTS mostram que na luz visível Sedna é um dos objetos mais vermelhos do Sistema Solar, quase tão vermelho quanto Marte.^[12] Chad Trujillo e sua equipe sugeriram que a cor escura e vermelha de Sedna é causada por um revestimento de lodo de hidrocarboneto (ou tolina) na superfície, formado a partir de compostos orgânicos mais simples submetidos à radiação ultravioleta por muito tempo.^[23] A superfície é homogênea em cor e espectro]; isso pode ser porque Sedna, ao contrário de objetos mais próximos do Sol, raramente recebe impactos de outros corpos, o que iria expor brilhantes manchas de gelo fresco como em 8405 Asbolus.^[23] Sedna e outros dois objetos distantes ((87269) 2000 OO67 e 2006 SQ372) compartilham suas cores com objetos clássicos do cinturão de Kuiper e o centauro 5145 Pholus, sugerindo uma região de origem similar.^[24]

Trujillo e sua equipe colocaram limites superiores na composição da superfície de Sedna de 60% de gelo de metano e 70% de gelo de água.^[23] A presença de metano também suporta a presença de tolinas na superfície de Sedna, pois elas são produzidas por irradiação de metano.^[25] Barucci e sua equipe compararam o espectro de Sedna com o de Tritão e detectaram fracas bandas de absorção de gelo de metano e nitrogênio. Com essas observações, eles sugeriram o seguinte modelo da superfície: 24% de tolinas como as de Tritão, 7% de carbono amorfo, 10% de nitrogênio, 26% de metanol e 33% de metano.^[26] A detecção de gelo de metano e água foi confirmado en 2006 por análises fotométricas feitas pelo Telescópio Espacial Spitzer no infravermelho médio.^[25] A presença de nitrogênio na superfície sugere que, mesmo por pouco tempo, Sedna pode possuir uma atmosfera. Em um período de 200 anos perto do perélio e temperatura máxima em Sedna deve ser de 35,6 K (−237,6 °C), a temperatura mínima de sublimação de N₂ (de sólido para gasoso). A 38 K a pressão de vapor do N₂ seria de 14 microbar.^[26] No entanto, seu gradiente espectral vermelho indica altas concentrações de material orgânico em sua superfície, e suas fracas bandas de absorção de metano indicam que o metano em Sedna é antigo, e não recém-depositado. Isso significa que Sedna é muito frio para o metano evaporar de sua superfície e então cair de novo como neve, como acontece em Tritão e provavelmente em Plutão.^[25]

Modelos de aquecimento interno através de decaimento radioativo sugerem que Sedna pode ser capz de suportar um oceano subterrâneo de água líquida.^[27]

Origem

No artigo anunciando a descoberta de Sedna, Mike Brown e sua equipe descreveram-no como o primeiro corpo conhecido que pertence à nuvem de Oort, a nuvem hipotética de cometas situada a cerca de um ano-luz do Sol. Eles notaram que ao contrário de objetos do disco disperso como Éris, o perélio de Sedna (76 UA) é muito distante para que ele tenha sido influenciado pela gravidade de Netuno.^[11] No entanto, como Sedna está bem mais próximo do Sol que um objeto da nuvem de Oort, e tem uma inclinação parecida à dos planetas e do cinturão de Kuiper, eles descreveram o planetoide como um "objeto da nuvem de Oort interna", situada no disco do cinturão de Kuiper até a parte esférica da nuvem.^[28]^[29]

Se Sedna formou-se em sua posição atual, o disco protoplanetário do Sol deve ter tido um raio de mais de 11 bilhões de km.^[30] Sua órbita inicial deve ter sido circular, caso contrário sua formação por acreção de corpos menores não seria possível, pois a grande velocidade relativa entre os corpos não iria permitir o processo. Portanto, Sedna deve ter sido levado a sua órbita excêntrica atual por interação gravitacional com outro corpo.^[31] Brown e sua equipe sugeriram três possíveis candidatos para o corpo perturbador: um planeta distante desconhecido depois do cinturão de Kuiper, um estrela independente passando perto do Sistema Solar, ou uma das jovens estrelas do aglomerado em que o Sol se formou.^[11]

Comparação de Sedna com a Terra e outros grandes objetos transnetunianos TNOs (todos em escala).

Mike Brown e sua equipe preferem a hipótese que Sedna foi colocado em sua órbita atual por uma estrela do aglomerado em que o Sol nasceu, argumentando que o afélio de Sedna de 1 000 UA, que é relativamento pequeno comparado com o de cometas de longo período, não é distante o suficiente para ter sido afetado por uma estrela em suas distâncias atuais do Sol. Eles propõem que a órbita de Sedna é melhoir explicada por o Sol ter se formado em um aglomerado aberto de várias estrelas que gradualmente foi se desfazendo.^[11]^[32]^[33] Essa hipótese também é suportada por Alessandro Morbidelli e Scott J. Kenyon.^[34]^[35] Simulaões de computador feitas por Julio A. Fernandez e Adrian Brunini sugerem que várias passagens por estrelas jovens em um aglomerado assim iria deixar muitos objetos com órbita excêntricas.^[11] Um estado por Morbidelli e Hal Levison sugere que a melhor explicação para a órbita de Sedna é que ele foi perturbado por uma passagem próxima (aproximadamente 800 UA) de outra estrelas nos primeiros 100 milhões de anos da existência do Sistema Solar.^[34]^[36]

A hipótese do planeta transnetuniano tem sido suportada por diversos astrônomos, como Gomes e Patryk Lykawka. Um cenário envolve perturbações na órbita de Sedna por um corpo de tamanho planetário na nuvem de Oort interna. Simulações mostram os parâmetros orbitais de Sedna poderiam ser explicados com um objeto da massa de Netuno a 2 000 AU (ou menos), da massa de Júpiter a 5 000 UA, e até mesmo da massa da Terra a 1 000 UA.^[33]^[37] Patryk Lykawka sugere que a órbita de Sedna pode ter sido causada por um corpo do tamanho da Terra, enviado por Netuno para a região transnetuniana no início da evolução do Sistema Solar e atualmente em uma órbita alongada entre 80 e 170 UA do Sol.^[38] As diversas pesquisas por Mike Brown não detectaram qualquer objeto do tamanho da Terra até uma distância de cerca de 100 UA. No entanto, é possível que esse objeto pode ter sido ejetado do Sistema Solar após a formação dos objetos da nuvem de Oort interna.^[39]

Também foi sugerido que a órbita de Sedna é o resultado de influência gravitacional por uma estrela binária companheira do Sol, a milhares de UA de distância. Uma estrela hipotética assim é Nêmesis, uma pequena estrela no Sistema Solar que foi proposta para explicar a suposta periodicidade de eventos de extinção em massa na Terra por cometas, os impactos na Lua, e os elementos orbitais comuns de vários cometas de longo período.^[37]^[40] No entanto, nenhuma evidência de Nêmesis foi encontrada por enquanto, e muitos astrônomos questionam sua existência.^[41]^[42] John J. Matese e Daniel P. Whitmire,grandes proponentes da possibilidade de uma segunda estrela no Sistema Solar, sugeriram que um objeto com cinco vezes a massa de Júpiter localizado a cerca de 7 850 UA do Sol poderia produzir uma órbita como a de Sedna.^[43]

Morbidelli e Kenyon também sugeriram que Sedna não se originou no Sistema Solar, mas foi capturado pelo Sol de um sistema planetário extrassolar, especificamente o de uma anã marrom cerca de 20 vezes menos massiva que o Sol.^[34]^[35]

População

A órbita elíptica e Sedna significa que a chance de sua detecção era de aproximadamente 1 em 80, sugerindo, a menos que sua descoberta foi por acaso, deve haver outros 40–120 objetos do tamanho de Sedna em sua região.^[3]^[11] Outro objeto, 2000 CR105, tem uma órbita similar porém menos excêntrica: um perélio de 44,3 UA, um afélio de 394 UA, e um período orbital de 3 240 anos. Ele pode ter sido afetado pelos mesmos processos que Sedna.^[34]

Cada um dos mecanismos propostos para a órbita extrema de Sedna deixaria uma marca distinta na estrutura e dinâmica de populações mais amplas. Se um planeta transnetuniano foi responsável, todos os objetos na região orbital de Sedna teriam um perélio parecido (~80 UA). Se Sedna foi caputurado de um outro sistema planetário que girava na mesmo direção do Sistema Solar, todos os objetos da população de Sedna iria possuir inclinações relativamente baixas e semieixos maiores entre 100 e 500 UA. Se ele girava na direção oposta, duas populações iriam formar, uma com inclinações baixas e outra com inclinações altas. Interação gravitacional com estrelas que passam pelo Sistema Solar iria produzir uma variedade de perélios e inclinações, cada um dependendo no número e ângulo de tais encontros.^[39]

Descobrir mais objetos dessa população poderia ajudar a determinar que cenário é mais provável.^[44] "Para mim Sedna é um registro fóssil do Sistema Solar inicial", disse Brown em 2006. "Eventualmente, quando outros fósseis forem encontrados, Sedna vai ajudar a nos contar como o Sol se formou e número de estrelas próximas ao Sol quando ele se formou."^[9] Uma pesquisa de 2007–2008 por Brown, Rabinowitz e Megan Schwamb tentou localizar outros membros da população hipotética de Sedna. Embora a pesquisa fosse sensível a movimentos até 1 0000 UA e tenha descoberto o candidato a planeta anão 2007 OR₁₀, ela não detectou outros corpos com órbitas parecidas à de Sedna.^[44] Simulações subsequentes incorporando os novos dados sugeriu que cerca de 40 objetos do tamanho de Sedna devem existir na região.^[44]

Classificação

O Minor Planet Center, que classifica oficialmente os objetos do Sistema Solar, classifica Sedna como um objeto disperso.^[45] No entanto, essa classificação é fortemente contestada, e muitos astrônomos sugeriram colocar Sedna e alguns outros objetos (como 2000 CR105 em uma nova categoria de objetos distantes chamados objetos do disco disperso estendido,^[46] objetos isolados,^[47] objetos isolados distantes^[37] ou disperso-estendido na classificação formar da Deep Ecliptic Survey.^[48]

A descoberta Sedna ressuscitou a questão de quais objetos deveriam ser considerados planetas as quais não deveriam. Em 15 de março de 2004, artigos sobre Sedna na mídia popular relataram que um décimo planeta havia sido descoberto. Essa questão foi respondida com a definição de planeta da União Astronômica Internacional, adotada em 24 de agosto de 2006, que afirmava que um planeta precisa ter dominância orbital. Sedna tem um parâmetro Stern–Levison estimado muito menor que 1,^{[nota 3]} e portanto não tem dominância orbital, mesmo com nenhum outro objeto conhecido em sua região. Para ser classificado como planeta anão, Sedna precisa estar em equilíbrio hidrostático. Seu brilho e seu tamanho são grandes o suficiente, então espera-se que Sedna seja um planeta anão.^[50]

Exploração

O perélio de Sedna vai ser alcançado por volta de 2075–2076.^[c] Essa aproximação ao Sol fornece um oportunidade de estudo que não vai acontecer de novo por 12 000 anos. Embora Sedna esteja listado no site da NASA de exploração do Sistema Solar,^[51] a NASA não está considerando nenhuma missão atualmente.^[52]

Ver também

Notas

↑ ^a ^b ^c Massa calculada usando o diâmetro estimado de 1 200-1 600 km e assumindo a densidade de Plutão de 2,0 g/cm³.
↑ A pesquisa pelo Hubble não achou satélites com um brilho no mínimo 500 vezes menor que o de Sedna (Brown e Suer 2007).^[3]
↑ O parâmetro Stern-Levison (Λ) definido por Alan Stern e Harold F. Levison em 2002 determina se um objeto vai eventualmente ter dominância orbital. Ele é definido com a fração do objeto da massa solar (ou seja, a massa do objeto dividida pela massa do Sol) elevada ao quadrado, dividida pelo semieixo maior elevado a 3/2, multiplicado por 1,7×10¹⁶.^[49]^{(ver equação 4)} Se o Λ de um objeto for maior que 1, o objeto vai ter dominância orbital, e poderá ser considerado um planeta. Usando a estimativa alta para a massa de Sedna de 7×10²¹ kg, o Λ Sedna é de 1,8×10^-5. Isso é muito menos que 1, então Sedna não é um planeta com esse critério.

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Ligações externas

Commons

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Página sobre Sedna da NASA (inglês)
Página sobre Sedna de Mike Brown (inglês)
Figura astronomica do dia 4 de julho de 2004 -- Renderização artística de uma visão de Sedna (inglês)

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[massa-5] Massa calculada usando o diâmetro estimado de 1 200-1 600 km e assumindo a densidade de Plutão de 2,0 g/cm³.

[21] A pesquisa pelo Hubble não achou satélites com um brilho no mínimo 500 vezes menor que o de Sedna (Brown e Suer 2007).^[3]

[52] O parâmetro Stern-Levison (Λ) definido por Alan Stern e Harold F. Levison em 2002 determina se um objeto vai eventualmente ter dominância orbital. Ele é definido com a fração do objeto da massa solar (ou seja, a massa do objeto dividida pela massa do Sol) elevada ao quadrado, dividida pelo semieixo maior elevado a 3/2, multiplicado por 1,7×10¹⁶.^[49]^{(ver equação 4)} Se o Λ de um objeto for maior que 1, o objeto vai ter dominância orbital, e poderá ser considerado um planeta. Usando a estimativa alta para a massa de Sedna de 7×10²¹ kg, o Λ Sedna é de 1,8×10^-5. Isso é muito menos que 1, então Sedna não é um planeta com esse critério.

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v d e Planetas anões oficiais e principais candidatos
Sedna · Orco · Quaoar · 2002 TX₃₀₀ · 2002 UX₂₅ · 2002 AW₁₉₇ · 2002 TC₃₀₂ · Varuna · Íxion · Vesta · Palas · Hígia
Cinturão de asteroides	Ceres · 10 Hígia
Cinturão de Kuiper	Orco · Plutão · 2003 AZ₈₄ · Íxion · 2005 RN₄₃ · 2002 MS₄ · 2004 GV₉ · 2002 UX₂₅ · 2002 TX₃₀₀ · Varuna · Haumea · 2005 UQ₅₁₃ · Quaoar · Makemake · Varda · 2002 AW₁₉₇ · 2007 JJ₄₃
Disco disperso	2004 XR190 · 2002 TC₃₀₂ · 2006 QH181 · Gonggong · Éris · Dziewanna · Gǃkúnǁʼhòmdímà · 2005 QU₁₈₂ - 2018 AG37
Outros	Sedna · 2012 VP113
Planetas anões oficiais estão marcados em negrito