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Planeta anão

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
 Nota: Não confundir com planeta menor.
Nove planetas anões mais prováveis[a] e datas de descoberta
Ceres (1801)
Plutão (1930)
Quaoar (2002)
Sedna (2003)
Orco (2004)
Haumea (2004)
Éris (2005)
Makemake (2005)
Gonggong (2007)

Um planeta anão é um pequeno objeto de massa planetária que orbita diretamente o Sol, massivo o suficiente para ser gravitacionalmente arredondado, mas insuficiente para alcançar a dominação orbital como os oito planetas clássicos do Sistema Solar. O planeta anão prototípico é Plutão, que por décadas foi considerado um planeta antes de o conceito de "anão" ser adotado em 2006.

Muitos geólogos planetários consideram planetas anões e luas de massa planetária como planetas,[1] mas desde 2006 a UAI e muitos astrônomos os excluíram da lista de planetas.

Planetas anões são capazes de ser geologicamente ativos, uma expectativa que foi confirmada em 2015 pela missão Dawn a Ceres e pela missão New Horizons a Plutão. Os geólogos planetários portanto têm particular interesse neles.

Astrônomos estão em geral de acordo que pelo menos os nove maiores candidatos são planetas anões – em ordem aproximada de diâmetro decrescente, Plutão, Éris, Haumea, Makemake, Gonggong, Quaoar, Sedna, Ceres e Orco. Considerável incerteza permanece sobre o décimo maior candidato Salácia, que pode assim ser considerado um caso limite. Destes dez, dois foram visitados por espaçonaves (Plutão e Ceres) e outros sete têm pelo menos uma lua conhecida (Éris, Haumea, Makemake, Gonggong, Quaoar, Orco e Salácia), o que permite determinar suas massas e assim uma estimativa de suas densidades. Massa e densidade por sua vez podem ser ajustadas em modelos geofísicos na tentativa de determinar a natureza desses mundos. Apenas um, Sedna, não foi visitado nem tem luas conhecidas, tornando difícil uma estimativa precisa de massa. Alguns astrônomos incluem muitos corpos menores também,[2] mas não há consenso de que estes sejam provavelmente planetas anões.

História do conceito

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imagem quase em cores verdadeiras de Plutão e sua lua Caronte. Separação em escala
4 Vesta, um asteroide que já foi um planeta anão[3]

A partir de 1801, astrônomos descobriram Ceres e outros corpos entre Marte e Júpiter que por décadas foram considerados planetas. Entre então e cerca de 1851, quando o número de planetas havia atingido 23, astrônomos começaram a usar a palavra asteroide (do grego, significando 'semelhante a estrela' ou 'em forma de estrela') para os corpos menores e começaram a distingui-los como planetas menores em vez de planetas principais.[4]

Com a descoberta de Plutão em 1930, a maioria dos astrônomos considerou o Sistema Solar como tendo nove planetas principais, juntamente com milhares de corpos significativamente menores (asteroides e cometas). Por quase 50 anos, Plutão foi pensado como maior que Mercúrio,[5][6] mas com a descoberta em 1978 da lua de Plutão Caronte, tornou-se possível medir a massa de Plutão com precisão e determinar que era muito menor que as estimativas iniciais.[7] Era aproximadamente um vigésimo da massa de Mercúrio, o que tornava Plutão de longe o menor planeta. Embora ainda fosse mais de dez vezes mais massivo que o maior objeto no cinturão de asteroides, Ceres, tinha apenas um quinto da massa da Lua da Terra.[8] Além disso, tendo algumas características incomuns, como grande excentricidade orbital e alta inclinação orbital, tornou-se evidente que era um tipo diferente de corpo de qualquer um dos outros planetas.[9]

Na década de 1990, astrônomos começaram a encontrar objetos na mesma região do espaço que Plutão (agora conhecida como cinturão de Kuiper), e alguns ainda mais distantes.[10] Muitos destes compartilhavam várias das principais características orbitais de Plutão, e Plutão começou a ser visto como o maior membro de uma nova classe de objetos, os plutinos. Tornou-se claro que ou os maiores destes corpos também teriam que ser classificados como planetas, ou Plutão teria que ser reclassificado, assim como Ceres havia sido reclassificado após a descoberta de asteroides adicionais.[11] Isso levou alguns astrônomos a parar de se referir a Plutão como planeta. Vários termos, incluindo subplaneta e planetóide, começaram a ser usados para os corpos agora conhecidos como planetas anões.[12][13] Astrônomos também estavam confiantes de que mais objetos tão grandes quanto Plutão seriam descobertos, e o número de planetas começaria a crescer rapidamente se Plutão permanecesse classificado como planeta.[14]

Éris (então conhecida como 2003 UB313), um objeto transnetuniano, foi descoberta em janeiro de 2005;[15] pensou-se que era ligeiramente maior que Plutão, e alguns relatórios informalmente se referiram a ela como o décimo planeta.[16] Como consequência, a questão tornou-se um assunto de intenso debate durante a Assembleia Geral da UAI em agosto de 2006.[17] A proposta inicial da UAI incluía Caronte, Éris e Ceres na lista de planetas. Após muitos astrônomos objetarem a esta proposta, uma alternativa foi elaborada pelos astrônomos uruguaios Julio Ángel Fernández e Gonzalo Tancredi: Eles propuseram uma categoria intermediária para objetos grandes o suficiente para serem arredondados, mas que não haviam limpado suas órbitas de planetesimals. Além de remover Caronte da lista, a nova proposta também removeu Plutão, Ceres e Éris, porque eles não limparam suas órbitas.[18]

Embora preocupações tenham sido levantadas sobre a classificação de planetas orbitando outras estrelas,[19] a questão não foi resolvida; propôs-se em vez disso decidir isso apenas quando objetos do tamanho de planetas anões começarem a ser observados.[18]

Logo após a definição da UAI de planeta anão, alguns cientistas expressaram desacordo com a resolução da UAI.[20] Campanhas incluíram adesivos de para-choque de carro e camisetas.[21] Mike Brown (o descobridor de Éris) concorda com a redução do número de planetas para oito.[22]

A NASA anunciou em 2006 que usaria as novas diretrizes estabelecidas pela UAI.[23] Alan Stern, o diretor da missão da NASA a Plutão, rejeita a definição atual da UAI de planeta, tanto em termos de definir planetas anões como algo diferente de um tipo de planeta, quanto em usar características orbitais (em vez de características intrínsecas) de objetos para defini-los como planetas anões.[24] Assim, em 2011, ele ainda se referia a Plutão como um planeta,[25] e aceitava outros prováveis planetas anões como Ceres e Éris, assim como as maiores luas, como planetas adicionais.[26] Vários anos antes da definição da UAI, ele usou características orbitais para separar "überplanetas" (os oito dominantes) de "unterplanetas" (os planetas anões), considerando ambos os tipos "planetas".[27]

Diagrama de Euler mostrando a concepção do Comitê Executivo da UAI dos tipos de corpos no Sistema Solar (exceto o Sol)

Nomes para grandes corpos subplanetários incluem planeta anão, planetóide (termo mais geral), meso-planeta (usado estreitamente para tamanhos entre Mercúrio e Ceres), quase-planeta e (na região transnetuniana) plutóide. Planeta anão, no entanto, foi originalmente cunhado como um termo para os planetas menores, não os maiores sub-planetas, e ainda é usado dessa forma por muitos astrônomos planetários.

O termo planeta anão, usado como sinônimo de asteroide, remonta pelo menos a 1838. Também foi usado como antônimo de planeta gigante, incluindo os planeta telúricos Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, assim como a Lua.[28] Em sua codificação de 2006, a UAI decidiu que planetas anões não devem ser considerados planetas. Outros termos para a definição da UAI dos maiores corpos subplanetários que não têm conotações ou usos conflitantes incluem quase-planeta[29] e o termo mais antigo planetóide ("tendo a forma de um planeta").[30] Michael E. Brown afirmou que planetóide é "uma palavra perfeitamente boa" que tem sido usada para estes corpos por anos, e que o uso do termo planeta anão para um não-planeta é "estúpido", mas que foi motivado por uma tentativa da sessão plenária da divisão III da UAI de reinstaurar Plutão como planeta em uma segunda resolução.[31] De fato, o rascunho da Resolução 5A chamava estes corpos medianos de planetóides,[32][33] mas a sessão plenária votou unanimemente para mudar o nome para planeta anão.[34] A segunda resolução, 5B, definia planetas anões como um subtipo de planeta, como Stern originalmente pretendia, distinguindo-os dos outros oito que seriam chamados de "planetas clássicos". Sob este arranjo, os doze planetas da proposta rejeitada seriam preservados em uma distinção entre oito planetas clássicos e quatro planetas anões. A Resolução 5B foi derrotada na mesma sessão em que a 5A foi aprovada.[31] Devido à inconsistência semântica de um planeta anão não ser um planeta devido à falha da Resolução 5B, termos alternativos como nanoplaneta e subplaneta foram discutidos, mas não houve consenso entre o CSBN para mudá-lo.[35]

Na maioria das línguas, termos equivalentes foram criados traduzindo planeta anão mais-ou-menos literalmente: francês planète naine, espanhol planeta enano, alemão Zwergplanet, russo karlikovaya planeta (карликовая планета), árabe kaukab qazm (كوكب قزم), chinês ǎixíngxīng (行星), coreano waesohangseong (왜소행성 / 矮小行星) ou waehangseong (왜행성 / 矮行星), mas em japonês eles são chamados junwakusei (準惑星), significando "quase-planetas" ou "peneplanetas" (pene- significando "quase").

A Resolução 6a da UAI de 2006[36] reconhece Plutão como "o protótipo de uma nova categoria de objetos transnetunianos". O nome e a natureza precisa desta categoria não foram especificados, mas deixados para a UAI estabelecer em data posterior; no debate que levou à resolução, os membros da categoria foram variadamente referidos como plutões e objetos plutonianos, mas nenhum nome foi adiante, talvez devido a objeções de geólogos de que isso criaria confusão com seu plutão.[34]

Em 11 de junho de 2008, o Comitê Executivo da UAI anunciou um novo termo, plutóide, e uma definição: todos os planetas anões transnetunianos são plutóides.[37] Outros departamentos da UAI rejeitaram o termo:

...em parte devido a um erro de comunicação por e-mail, o WG-PSN [Grupo de Trabalho para Nomenclatura do Sistema Planetário] não esteve envolvido na escolha da palavra plutóide.... De fato, uma votação tomada pelo WG-PSN subsequentemente à reunião do Comitê Executivo rejeitou o uso desse termo específico..."[35]

A categoria de 'plutóide' capturou uma distinção anterior entre o 'anão terrestre' Ceres e os 'anões de gelo' do sistema solar externo,[38] parte de uma concepção de uma divisão tripla do Sistema Solar em planetas internos planeta telúricos, planetas centrais planeta gigantes e anões de gelo externos, dos quais Plutão era o membro principal.[39] 'Anão de gelo' também viu algum uso como termo guarda-chuva para todos os planeta menors transnetunianos, ou para os asteroides de gelo do sistema solar externo; uma definição tentada foi que um anão de gelo "é maior que o núcleo de um cometa normal e mais gelado que um asteroide típico."[40]

Desde a missão Dawn, reconheceu-se que Ceres é um corpo geologicamente gelado que pode ter se originado do sistema solar externo.[41][42] Ceres tem sido chamado de anão de gelo também.[43]

Critérios

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Discriminantes planetários[44]
Corpo m/M🜨 [†] Λ [‡] µ [§] Π [#]
Mercúrio 0.055 1,95×103 9,1×104 1,3×102
Vênus 0.815 1,66×105 1,35×106 9,5×102
Terra 1 1,53×105 1,7×106 8,1×102
Marte 0.107 9,42×102 1,8×105 5,4×101
Ceres 0.00016 8,32×10−4 0,33 4,0×10−2
Júpiter 317.7 1,30×109 6,25×105 4,0×104
Saturno 95.2 4,68×107 1,9×105 6,1×103
Urano 14.5 3,85×105 2,9×104 4,2×102
Netuno 17.1 2,73×105 2,4×104 3,0×102
Plutão 0.0022 2,95×10−3 0,077 2,8×10−2
Éris 0.0028 2,13×10−3 0,10 2,0×10−2
Sedna 0.0002 3,64×10−7  < 0,07[b] 1,6×10−4

Discriminantes planetários dos planetas ( branco ), e do maior planeta anão conhecido ( roxo claro ) em cada população orbital (cinturão de asteroides, cinturão de Kuiper, disco disperso, sednoides). Todos os outros objetos conhecidos nessas populações têm discriminantes menores que o mostrado.

[†] Massa em M🜨, a unidade de massa igual à da Terra (5.97 × 1024

kg.)

[‡]  Λ  é a capacidade de limpar a vizinhança (maior que 1 para planetas) por Stern & Levison (2002):[27] Λ = k m2 a⁠− + 3 /2 , onde k = 0.0043 para  m  em unidades de yottagramas (1018

 tonelada métricas) e  a  em unidade astronômicas (UA), onde  a  é o semieixo maior do corpo.[27]

[§]  µ  é o discriminante planetário de Soter, que ele considera maior que 100 para planetas. µ = m/M − m , onde  m  é a massa do corpo, e  M  é a massa agregada de todos os corpos que ocupam sua zona orbital.[44]
[#]  Π  é a capacidade de limpar a vizinhança (maior que 1 para planetas) por Margot. Π = k m a ⁠− + 9 /8 , onde k = 807 para unidades de massa terrestres e UA.[46]

A categoria planeta anão surgiu de um conflito entre ideias dinâmicas e geofísicas do que seria uma concepção útil de planeta. Em termos da dinâmica do Sistema Solar, a principal distinção é entre corpos que dominam gravitacionalmente sua vizinhança (de Mercúrio a Netuno) e aqueles que não o fazem (como asteroides e objetos do cinturão de Kuiper). Um corpo celeste pode ter uma geologia dinâmica (planetária) aproximadamente na massa necessária para seu manto se tornar plástico sob seu próprio peso, resultando no corpo adquirir uma forma arredondada. Como isso requer uma massa muito menor que dominar gravitacionalmente a região do espaço perto de sua órbita, há uma população de objetos massivos o suficiente para ter uma aparência semelhante a um mundo e geologia planetária, mas não massivos o suficiente para limpar sua vizinhança. Exemplos são Ceres no cinturão de asteroides e Plutão no cinturão de Kuiper.[47]

Dinamicistas geralmente preferem usar a dominância gravitacional como o limiar para planetariedade, porque de sua perspectiva corpos menores são melhor agrupados com seus vizinhos, p. ex. Ceres como simplesmente um asteroide grande e Plutão como um grande objeto do cinturão de Kuiper.[48][49] Geocientistas geralmente preferem o arredondamento como o limiar, porque de sua perspectiva a geologia internamente impulsionada de um corpo como Ceres o torna mais semelhante a um planeta clássico como Marte, do que a um pequeno asteroide que carece de geologia internamente impulsionada. Isso necessitou a criação da categoria de planetas anões para descrever esta classe intermediária.[47]

Dominância orbital

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Alan Stern e Harold F. Levison introduziram um parâmetro Λ (maiúscula lambda) em 2000, expressando a probabilidade de um encontro resultando em uma dada deflexão de órbita.[27] O valor deste parâmetro no modelo de Stern é proporcional ao quadrado da massa e inversamente proporcional ao período. Este valor pode ser usado para estimar a capacidade de um corpo de limpar a vizinhança de sua órbita, onde  Λ > 1 eventualmente a limpará. Uma lacuna de cinco ordens de magnitude em Λ foi encontrada entre os menores planeta telúricos e os maiores asteroides e objetos do cinturão de Kuiper.[44]

Usando este parâmetro, Steven Soter e outros astrônomos argumentaram por uma distinção entre planetas e planetas anões baseada na incapacidade destes últimos de "limpar a vizinhança ao redor de suas órbitas": planetas são capazes de remover corpos menores perto de suas órbitas por colisão, captura ou perturbação gravitacional (ou estabelecer ressonâncias orbitais que previnem colisões), enquanto planetas anões carecem da massa para fazê-lo.[27] Soter prosseguiu propondo um parâmetro que ele chamou de discriminante planetário, designado com o símbolo µ (mu), que representa uma medida experimental do grau real de limpeza da zona orbital (onde µ é calculado dividindo a massa do corpo candidato pela massa total dos outros objetos que compartilham sua zona orbital), onde µ > 100 é considerado limpo.[44]

Jean-Luc Margot refinou o conceito de Stern e Levison para produzir um parâmetro similar Π (maiúscula Pi).[46] Ele é baseado em teoria, evitando os dados empíricos usados por Λ .  Π > 1 indica um planeta, e há novamente uma lacuna de várias ordens de magnitude entre planetas e planetas anões.

Há vários outros esquemas que tentam diferenciar entre planetas e planetas anões,[20] mas a definição de 2006 usa este conceito.[34]

Equilíbrio hidrostático

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Pressão interna suficiente, causada pela gravitação do corpo, tornará um corpo plástico, e plasticidade suficiente permitirá que elevações altas afundem e cavidades se encham, um processo conhecido como relaxamento gravitacional. Corpos menores que alguns quilômetros são dominados por forças não gravitacionais e tendem a ter forma irregular e podem ser pilhas de entulho. Objetos maiores, onde a gravidade é significativa mas não dominante, têm forma de batata; quanto mais massivo o corpo, maior sua pressão interna, mais sólido ele é e mais arredondada sua forma, até que a pressão seja suficiente para superar sua resistência à compressão e ele alcance equilíbrio hidrostático. Então, um corpo é tão arredondado quanto possível, dado sua rotação e efeitos de maré, e tem forma de elipsoide. Este é o limite definidor de um planeta anão.[50]

Se um objeto estiver em equilíbrio hidrostático, uma camada global de líquido em sua superfície formaria uma superfície da mesma forma que o corpo, exceto por características de superfície em pequena escala como crateras e fissuras. O corpo terá forma esférica se não rotacionar e elipsoidal se rotacionar. Quanto mais rápido rotacionar, mais oblatado ou até escaleno se torna. Se tal corpo rotacionante fosse aquecido até derreter, sua forma não mudaria. O exemplo extremo de um corpo que pode ser escaleno devido à rotação rápida é Haumea, que é duas vezes mais longo em seu eixo maior do que nos polos. Se o corpo tiver um companheiro próximo massivo, então forças de maré gradualmente desaceleram sua rotação até que fique travado por maré; isto é, sempre apresenta a mesma face a seu companheiro. Corpos travados por maré também são escalenos, embora às vezes apenas ligeiramente. A Lua da Terra está travada por maré, assim como todas as satélites arredondadas dos gigantes gasosos. Plutão e Caronte estão travados por maré um ao outro, assim como Éris e Dysnomia, e provavelmente também Orco e Vanth.

Não há limites específicos de tamanho ou massa para planetas anões, pois estes não são características definidoras. Não há limite superior claro: um objeto muito distante no Sistema Solar que seja mais massivo que Mercúrio pode não ter tido tempo de limpar sua vizinhança, e tal corpo se encaixaria na definição de planeta anão em vez de planeta. De fato, Mike Brown se propôs a encontrar tal objeto.[51] O limite inferior é determinado pelos requisitos de alcançar e manter o equilíbrio hidrostático, mas o tamanho ou massa em que um objeto atinge e mantém o equilíbrio depende de sua composição e história térmica, não simplesmente de sua massa. Um comunicado de imprensa da UAI de 2006[52] na seção de perguntas e respostas estimou que objetos com massa acima de 0,5×1021 kg e raio maior que 400 km "normalmente" estariam em equilíbrio hidrostático (a forma... normalmente seria determinada pela autogravidade), mas que todos os casos limítrofes precisariam ser determinados por observação.[52] Isso é próximo do que em 2019 se acredita ser aproximadamente o limite para objetos além de Netuno que são totalmente compactos, corpos sólidos, com Salácia (r = 423±11 km, m = (0,492±0,007)×1021 kg) }} sendo um caso limítrofe tanto para as expectativas do Q&A de 2006 quanto em avaliações mais recentes, e com Orco estando logo acima do limite esperado.[53] Nenhum outro corpo com massa medida está próximo do limite de massa esperado, embora vários sem massa medida se aproximem do limite de tamanho esperado.

População de planetas anões

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Comparação de tamanhos, álbedos e cores de vários grandes objetos transnetunianos com tamanhos >700 km. Os arcos escuros representam incertezas do tamanho do objeto

Embora a definição de planeta anão seja clara, evidências sobre se um dado objeto transnetuniano é grande e maleável o suficiente para ser moldado por seu próprio campo gravitacional são frequentemente inconclusivas. Há também questões pendentes relacionadas à interpretação do critério da UAI em certas instâncias. Consequentemente, o número de TNOs atualmente confirmados que atendem ao critério de equilíbrio hidrostático é incerto.

Os três objetos em consideração durante os debates que levaram à aceitação da categoria de planeta anão pela UAI em 2006 – Ceres, Plutão e Éris – são geralmente aceitos como planetas anões, incluindo por aqueles astrônomos que continuam a classificar planetas anões como planetas. Apenas um deles – Plutão – foi observado em detalhe suficiente para verificar que sua forma atual se encaixa no esperado do equilíbrio hidrostático.[54] Ceres está próximo do equilíbrio, mas algumas anomalias gravitacionais permanecem inexplicadas.[55] Éris é geralmente assumida como planeta anão porque é mais massiva que Plutão.

Em ordem de descoberta, estes três corpos são:

  1. Ceres – descoberto em 1º de janeiro de 1801, e anunciado em 24 de janeiro, 45 anos antes de Netuno. Considerado planeta por meio século antes da reclassificação como asteroide. Considerado planeta anão pela UAI desde a adoção da Resolução 5A em 24 de agosto de 2006.
  2. Plutão – descoberto em 18 de fevereiro de 1930, e anunciado em 13 de março. Considerado planeta por 76 anos. Explicitamente reclassificado como planeta anão pela UAI com a Resolução 6A em 24 de agosto de 2006.[56] Cinco luas conhecidas.
  3. Éris (2003 UB313) – descoberto em 5 de janeiro de 2005, e anunciado em 29 de julho. Chamado de "décimo planeta" em relatórios de mídia. Considerado planeta anão pela UAI desde a adoção da Resolução 5A em 24 de agosto de 2006, e nomeado pelo comitê de nomenclatura de planetas anões da UAI em 13 de setembro daquele ano. Uma lua conhecida.

A UAI apenas estabeleceu diretrizes para qual comitê supervisionaria a nomenclatura de prováveis planetas anões: qualquer objeto transnetuniano sem nome com magnitude absoluta mais brilhante que +1 (e daí diâmetro mínimo de 838 km no albedo geométrico máximo de 1)[57] seria nomeado por um comitê conjunto consistindo no Minor Planet Center e no grupo de trabalho planetário da UAI.[37] Na época (e ainda em 2023), os únicos corpos a atenderem este limiar eram Haumea e Makemake. Estes corpos são geralmente assumidos como planetas anões, embora ainda não tenham sido demonstrados em equilíbrio hidrostático, e há algum desacordo para Haumea:[58][59]

  1. Haumea (2003 EL61) – descoberto por Brown et al. em 28 de dezembro de 2004, e anunciado por Ortiz et al. em 27 de julho de 2005. Nomeado pelo comitê de nomenclatura de planetas anões da UAI em 17 de setembro de 2008. Duas luas conhecidas e um anel conhecido.
  2. Makemake (2005 FY9) – descoberto em 31 de março de 2005, e anunciado em 29 de julho. Nomeado pelo comitê de nomenclatura de planetas anões da UAI em 11 de julho de 2008. Uma lua conhecida.

Estes cinco corpos – os três em consideração em 2006 (Plutão, Ceres e Éris) mais os dois nomeados em 2008 (Haumea e Makemake) – são comumente apresentados como os planetas anões do Sistema Solar, embora o fator limitante (albedo) não seja o que define um objeto como planeta anão.[60]

A comunidade astronômica comumente se refere a outros TNOs maiores como planetas anões também.[61] Pelo menos quatro corpos adicionais atendem aos critérios preliminares de Brown, de Tancredi et al., de Grundy et al., e de Emery et al. para identificar planetas anões, e são geralmente chamados de planetas anões por astrônomos também:

  1. Quaoar (2002 LM60) – descoberto em 5 de junho de 2002, e anunciado em 7 de outubro daquele ano. Uma lua conhecida e dois anéis conhecidos.
  2. Sedna (2003 VB12) – descoberto em 14 de novembro de 2003, e anunciado em 15 de março de 2004.
  3. Orco (2004 DW) – descoberto em 17 de fevereiro de 2004, e anunciado dois dias depois. Uma lua conhecida.
  4. Gonggong (2007 OR10) – descoberto em 17 de julho de 2007, e anunciado em janeiro de 2009. Uma lua conhecida.

Por exemplo, JPL/NASA chamou Gonggong de planeta anão após observações em 2016,[62] e Simon Porter do Southwest Research Institute falou dos "oito grandes [TNO] planetas anões" em 2018, referindo-se a Plutão, Éris, Haumea, Makemake, Gonggong, Quaoar, Sedna e Orco.[63] A própria UAI chamou Quaoar de planeta anão em um relatório anual de 2022–2023.[64]

Mais corpos foram propostos, como Salacia e Máni por Brown; Varuna e Íxion por Tancredi et al., e Chiminigagua por Sheppard et al.[65] A maioria dos maiores corpos tem luas, o que permite a determinação de sua massa e assim sua densidade, que informa estimativas de se poderiam ser planetas anões. Os maiores TNOs que não são conhecidos por terem luas são Sedna, Máni, Aya, e Íxion. Em particular, Salacia tem massa e diâmetro conhecidos, colocando-a como um caso limítrofe pelo Q&A da UAI de 2006.

  1. Salacia (2004 SB60) – descoberto em 22 de setembro de 2004. Uma lua conhecida.

Na época em que Makemake e Haumea foram nomeados, pensava-se que objeto transnetunianos (TNOs) com núcleos gelados requereriam um diâmetro de apenas cerca de 400 km (250 mi), ou 3% o tamanho da Terra – o tamanho das luas Mimas, a menor lua que é arredondada, e Proteus, a maior que não é – para relaxar em equilíbrio gravitacional.[66] Pesquisadores pensavam que o número de tais corpos poderia provar ser cerca de 200 no cinturão de Kuiper, com milhares mais além.[66][67][68] Isso foi uma das razões (manter a lista de 'planetas' em um número razoável) que Plutão foi reclassificado em primeiro lugar.

Pesquisas desde então lançaram dúvida sobre a ideia de que corpos tão pequenos poderiam ter alcançado ou mantido equilíbrio sob as condições típicas do cinturão de Kuiper e além.

Astrônomos individuais reconheceram vários objetos como planetas anões ou como prováveis de provar ser planetas anões. Em 2008, Tancredi et al. aconselharam a UAI a aceitar oficialmente Orco, Sedna e Quaoar como planetas anões (Gonggong ainda não era conhecido), embora a UAI não tenha abordado a questão então e não desde então. Tancredi também considerou os cinco TNOs Varuna, Íxion, Áclis, Goibniu, e Aya como os mais prováveis de serem planetas anões também.[69] Desde 2011, Brown mantém uma lista de centenas de objetos candidatos, variando de "quase certo" a "possível" planetas anões, baseada unicamente em tamanho estimado.[70] Em 13 de setembro de 2019, a lista de Brown identifica dez objeto transnetunianos com diâmetros então pensados maiores que 900 km (os quatro nomeados pela UAI mais Gonggong, Quaoar, Sedna, Orco, Máni, e Salacia) como "quase certos" de serem planetas anões, e outros 16, com diâmetro maior que 600 km, como "altamente prováveis".[67] Notavelmente, Gonggong pode ter diâmetro maior (1230±50 km) que a lua redonda de Plutão, Caronte, (1212 km).

Mas em 2019 Grundy et al. propuseram, baseado em seus estudos de Gǃkúnǁʼhòmdímà, que corpos escuros de baixa densidade menores que cerca de 900–1000 km de diâmetro, como Salacia e Varda, nunca colapsaram completamente em corpos planetários sólidos e retêm porosidade interna de sua formação (neste caso não poderiam ser planetas anões). Eles aceitam que mais brilhantes (albedo > ≈0.2)[71] ou mais densos (> ≈1.4 g/cc) Orco e Quaoar provavelmente eram totalmente sólidos:[53]

Orco e Caronte provavelmente derreteram e se diferenciaram, considerando suas densidades mais altas e espectros indicando superfícies feitas de gelo de H2O relativamente limpo. Mas os albedos e densidades mais baixos de Gǃkúnǁʼhòmdímà, 55637 (Uni), Varda, e Salácia sugerem que eles nunca se diferenciaram, ou se o fizeram, foi apenas em suas profundezas internas, não um derretimento e inversão completa que envolveu a superfície. Suas superfícies poderiam permanecer bastante frias e não comprimidas mesmo enquanto o interior se torna quente e colapsa. A liberação de voláteis poderia ainda mais ajudar a transportar calor para fora de seus interiores, limitando a extensão de seu colapso interno. Um objeto com superfície fria, relativamente pristina e interior parcialmente colapsado deveria exibir geologia de superfície muito distinta, com falhas de empurrão abundantes indicativas da redução na área total de superfície enquanto o interior comprime e encolhe.[53]

Salácia foi posteriormente encontrada como tendo densidade um tanto mais alta, comparável dentro de incertezas à de Orco, embora ainda com superfície muito escura. Apesar desta determinação, Grundy et al. o chamam de "do tamanho de planeta anão", enquanto chamam Orco de planeta anão.[72] Estudos posteriores sobre Varda sugerem que sua densidade pode também ser alta, embora baixa densidade não possa ser excluída.[73]

Em 2023, Emery et al. escreveram que espectroscopia de infravermelho próximo pelo James Webb Space Telescope (JWST) em 2022 sugere que Sedna, Gonggong e Quaoar sofreram derretimento interno, diferenciação e evolução química, como os maiores planetas anões Plutão, Éris, Haumea e Makemake, mas diferente de "todos os KBOs menores". Isso porque hidrocarbonetos leves estão presentes em suas superfícies (p. ex. etano, acetileno e etileno), o que implica que metano está sendo continuamente reabastecido, e que metano provavelmente viria de geoquímica interna. Por outro lado, as superfícies de Sedna, Gonggong e Quaoar têm baixas abundâncias de CO e CO2, similar a Plutão, Éris e Makemake, mas em contraste com corpos menores. Isso sugere que o limiar para planetariedade anã na região transnetuniana é um diâmetro de ~900 km (assim incluindo apenas Plutão, Éris, Haumea, Makemake, Gonggong, Quaoar, Orco e Sedna), e que até Salacia pode não ser um planeta anão.[74] Um estudo de 2023 de Máni mostra que provavelmente tem uma cratera extremamente grande, cuja profundidade ocupa 5.7% de seu diâmetro: isso é proporcionalmente maior que a cratera Rheasilvia em Vesta, que é a razão pela qual Vesta não é geralmente considerado um planeta anão hoje.[75]

Em 2024, Kiss et al. descobriram que Quaoar tem forma elipsoidal incompatível com equilíbrio hidrostático para sua rotação atual. Eles hipotetizaram que Quaoar originalmente tinha rotação rápida e estava em equilíbrio hidrostático, mas que sua forma ficou "congelada" e não mudou enquanto desacelerava devido a forças de maré de sua lua Weywot.[76] Se assim for, isso se assemelharia à situação da lua de Saturno Iapetus, que é oblata demais para sua rotação atual.[77][78] Iapetus é geralmente ainda considerado uma lua de massa planetária não obstante,[47] embora nem sempre.[79]

Planetas anões mais prováveis

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Densidades e albedos relativos dos planetas anões mais prováveis

Os objetos transnetunianos nas tabelas seguintes, exceto Salácia, são acordados por Brown, Tancredi et al., Grundy et al. e Emery et al. como prováveis planetas anões, ou próximos disso. Salácia foi incluída como o maior TNO não geralmente acordado como planeta anão; é um corpo limítrofe por muitos critérios, e portanto está em itálico. Caronte, uma lua de Plutão proposta como planeta anão pela UAI em 2006, está incluída para comparação. Aqueles objetos que têm magnitude absoluta maior que +1, e portanto atendem ao limiar do comitê conjunto de nomenclatura de planeta e planeta menor da UAI, estão destacados, assim como Ceres, que a UAI assumiu ser um planeta anão desde que debateram o conceito pela primeira vez.

As massas dos planetas anões dados são listadas para seus sistemas (se tiverem satélites), com exceções para Plutão e Orco.

Atributos orbitais
Nome Região do
Sistema
Solar
Eixo semi-maior
(UA)
Período orbital
(anos)
Velocidade orbital média (km/s) Inclinação
à eclíptica
Excentricidade
orbital
Discriminante
planetário
Ceres Cinturão de asteroides 2.768 4.604 17.90 10.59° 0.079 0.3
Orco Cinturão de Kuiper (ressonante2:3) 39.40 247.3 4.75 20.58° 0.220 0.003
Plutão Cinturão de Kuiper (ressonante2:3) 39.48 247.9 4.74 17.16° 0.249 0.08
Salácia Cinturão de Kuiper (cubewano) 42.18 274.0 4.57 23.92° 0.106 0.003
Haumea Cinturão de Kuiper (ressonante – 7:12) 43.22 284.1 4.53 28.19° 0.191 0.02
Quaoar Cinturão de Kuiper (cubewano) 43.69 288.8 4.51 7.99° 0.040 0.007
Makemake Cinturão de Kuiper (cubewano) 45.56 307.5 4.41 28.98° 0.158 0.02
Gonggong Disco disperso (ressonante – 3:10) 67.49 554.4 3.63 30.74° 0.503 0.01
Éris Disco disperso 67.86 559.1 3.62 44.04° 0.441 0.1
Sedna Destacado 506.8 ≈ 11.400 ≈ 1.3 11.93° 0.855 < 0.07
Outros atributos
Nome Diâmetro
relativo à
Lua
Diâmetro
(km)
Massa
relativa à
Lua
Massa
(×1021 kg)
Densidade
(g/cm3)
Período de
rotação

(horas)
Luas Albedo H
Ceres 27% 939,4±0,2 1.3% 0,93835±0,00001 2,16 9,1 0 0,09 3.33
Orco 26% 910+50
−40
0.8% 0,55±0,01 1,4±0,2 13±4 1 0,23+0,02
−0,01
2.19
Plutão 68% 2377±3 17.7% 13,03±0,03 1,85 6d 9.3h 5 0,52 −0.45
(Caronte) 35% 1212±1 2.2% 1,59±0,02 1,70±0,02 6d 9.3h 0,38 1
Salácia 24% 846±21 0.7% 0,49±0,01 1,50±0,12 6,1 1 0.04 4.27
Haumea ≈ 45% ≈ 1560[59] 5.5% 4,01±0,04 ≈ 1.8 3,9 2 ≈ 0.66 0.23
Quaoar 32% 1086±4 1.9% 1,20±0,05 1,7±0,1 17,7 1 0,11±0,01 2.42
Makemake 41% 1430+38
−22
3.7% 2,69±0,20 1,67±0,17 22,8 1 0,81+0,03
−0,05
−0.20
Gonggong 35% 1230±50 2.4% 1,75±0,07 1,74±0,16 22,4±0,2? 1 0,14±0,01 1.86
Éris 67% 2326±12 22.4% 16,47±0,09 2,43±0,05 15d 18.9h 1 0,96±0,04 −1.21
Sedna 26% 906+314
−258
≈ 1%? ≈ 1? ? 10±3 0? 0,41+0,393
−0,186
1.52

Símbolos

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Ceres ⚳[80] e Plutão ♇[81] receberam símbolos planetários, pois foram considerados planetas quando descobertos. Na época em que os outros foram descobertos, os símbolo planetários haviam caído em desuso entre os astrônomos. O Unicode inclui símbolos para Quaoar 🝾, Sedna ⯲, Orco 🝿, Haumea 🝻, Éris ⯰, Makemake 🝼, e Gonggong 🝽, que são usados principalmente por astrólogos: foram criados por Denis Moskowitz, um engenheiro de software em Massachusetts.[82][83][84] A NASA usou seus símbolos para Haumea, Éris e Makemake, assim como o símbolo astrológico tradicional para Plutão ⯓[85] ao se referir a ele como planeta anão.[83] Símbolos para objetos menores são menos estabelecidos; uma proposta Unicode nota o símbolo Moskowitz para Salácia.[86] Moskowitz também criou um símbolo para Caronte ⯕.[87]

Exploração

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O planeta anão Ceres, como imagem pela nave espacial Dawn da NASA

Em 2025, apenas duas missões visaram e exploraram planetas anões de perto. Em 6 de março de 2015, a nave espacial Dawn entrou em órbita ao redor de Ceres, tornando-se a primeira nave a visitar um planeta anão.[88] Em 14 de julho de 2015, a sonda espacial New Horizons sobrevoou Plutão e suas cinco luas.

Ceres exibe evidências de uma geologia ativa como depósitos de sal e criovulcãos, enquanto Plutão tem montanhas de gelo d'água flutuando em geleiras de nitrogênio, além de uma atmosfera significativa.

Ceres evidentemente tem salmoura percolando por seu subsolo, enquanto há evidências de que Plutão tem um oceano subsuperficial real.

Dawn havia orbitado anteriormente o asteroide Vesta. A lua de Saturno Febe foi imagem pela Cassini e antes disso pela Voyager 2, que também encontrou a lua de Netuno Tritão. Os três corpos mostram evidências de terem sido planetas anões, e sua exploração ajuda a esclarecer a evolução dos planetas anões.

New Horizons capturou imagens distantes de Tritão, Quaoar, Haumea, Éris e Makemake, assim como os candidatos menores Íxion, Máni e 2014 OE394.[89] Quaoar foi proposto como alvo potencial de sobrevoo das duas sondas Shensuo da Administração Espacial Nacional da China.[90]

Objetos semelhantes

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Vários corpos se assemelham fisicamente aos planetas anões. Estes incluem antigos planetas anões, que podem ainda ter forma de equilíbrio ou evidência de geologia ativa; luas de massa planetária, que atendem à definição física mas não à orbital para planeta anão; e Caronte no sistema Plutão–Caronte, que é arguably um planeta anão binário. As categorias podem se sobrepor: Tritão, por exemplo, é tanto um antigo planeta anão quanto uma lua de massa planetária.

Antigos planetas anões

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Um mosaico monocromático de Tritão, de imagens da Voyager 2. Tritão é considerado um planeta anão capturado

Vesta, o corpo de maior massa no cinturão de asteroides após Ceres, já esteve em equilíbrio hidrostático e é aproximadamente esférico, desviando principalmente devido a impactos massivos que formaram as crateras Reasilvia e Veneneia após solidificar.[91] Suas dimensões não são consistentes com estar atualmente em equilíbrio hidrostático.[92][93] Tritão é mais massivo que Éris ou Plutão, tem forma de equilíbrio e é considerado um planeta anão capturado (provavelmente membro de um sistema binário), mas não orbita mais diretamente o Sol.[94] Febe é um centauro capturado que, como Vesta, não está mais em equilíbrio hidrostático, mas é considerado que esteve no início de sua história devido ao aquecimento radiogênico.[95]

Luas de massa planetária

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Pelo menos dezenove luas têm formas de equilíbrio por terem colapsado em um corpo sólido (ou em poucos casos em um corpo quase sólido) ou até relaxado sob autogravidade em algum momento, embora algumas das últimas tenham congelado desde então e não estejam mais em equilíbrio. Sete são mais massivas que Éris ou Plutão. Essas luas maiores não são fisicamente distintas dos planetas anões, mas não se encaixam na definição da UAI porque não orbitam diretamente o Sol. (De fato, a lua de Netuno Tritão é um planeta anão capturado, e Ceres se formou na mesma região do Sistema Solar que as luas de Júpiter e Saturno.) Alan Stern chama luas de massa planetária de "planeta satélites", uma das três categorias de planeta, junto com planetas anões e planetas clássicos.[26] O termo planemo ("objeto de massa planetária") também abrange as três populações.[96]

Houve algum debate sobre se o sistema Plutão–Caronte deve ser considerado um planeta anão duplo.

Em um rascunho de resolução para a definição de planeta da UAI, tanto Plutão quanto Caronte foram considerados planetas em um sistema binário.[19] [c] A UAI atualmente diz que Caronte não é considerado um planeta anão, mas sim um satélite de Plutão, embora a ideia de que Caronte possa se qualificar como planeta anão possa ser considerada em data posterior.[97] No entanto, não está mais claro que Caronte esteja em equilíbrio hidrostático. Além disso, a localização do baricentro depende não apenas das massas relativas dos corpos, mas também da distância entre eles; o baricentro da órbita Sol–Júpiter, por exemplo, está fora do Sol, mas eles não são considerados um objeto binário. Assim, uma definição formal do que constitui um planeta (anão) binário deve ser estabelecida antes que Plutão e Caronte sejam formalmente definidos como planetas anões binários.

Ver também

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  1. O critério de equilíbrio hidrostático de um planeta anão não pode ser confirmado a menos que uma espaçonave visite diretamente o objeto.
  2. Calculado usando a estimativa mínima de 15 objetos em sua região com pelo menos a massa de Sedna, conforme estimado por Schwamb, Brown & Rabinowitz (2009).[45]
  3. A nota de rodapé no texto original diz: "Para dois ou mais objetos compreendendo um sistema de objeto múltiplo.... Um objeto secundário satisfazendo essas condições i.e. de massa, forma também é designado planeta se o baricentro do sistema reside fora do primário. Objetos secundários não satisfazendo esses critérios são 'satélites'. Sob esta definição, o companheiro de Plutão Caronte é um planeta, tornando Plutão–Caronte um planeta duplo."[19]

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Ligações externas

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