A NOVA DEFINIÇÃO DE PLANETA

© Sylvio Ferraz Mello
Grupo de Dinâmica de Sistemas Planetários (IAG-USP)

Definição de Planetas: Da antiguidade aos asteróides.
O caso de Plutão.
As novas descobertas e a controvérsia que elas geraram.
Os planetas extra-solares.

Definição de planeta
A União Astronômica Internacional em sua Assembléia Geral de 24 de agosto de 2006 aprovou resolução segundo a qual* um planeta é um corpo celeste que:*

(a) está em órbita ao redor do Sol;

(b) tem forma determinada pelo equilíbrio hidrostático (arredondada) resultante do fato de que sua força de gravidade supera as forças de coesão dos materiais que o constituem;

(c) é um objeto de dimensão predominante entre os objetos que se encontram em órbitas vizinhas.

Dessa definição resulta que o Sistema Solar possue apenas 8 (oito) planetas conhecidos: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Plutão perde o status de planeta que lhe havia sido atribuído por ocasião de sua descoberta como resultado de uma errônea avaliação de suas reais dimensões. (Versão oficial da resolução)

O item (c), responsável pela redução do Sistema Solar a 8 planetas tem uma base dinâmica muito clara. Se dois corpos se formam em órbitas muito próximas uma da outra, a probabilidade de que subsistam é mínima (mas a existência de planetas co-orbitais é matematicamente possível – existe mesmo a suspeita de um caso desse tipo nos sistemas planetários extra-solares recém descobertos). O mais provável é que venham a colidir. Por exemplo, um planeta que teria se formado entre a Terra e Marte poderia ter colidido com a Terra nos primórdios do Sistema Solar gerando os detritos de que se formou a Lua. Plutão existe em uma órbita que cruza a órbita de Netuno cuja estabilidade se deve ao fato de ser um corpo pequeno. Fosse maior e o seu destino mais provável teria sido uma colisão com Netuno e a sua destruição. É bom lembrar que um dos enigmas do Sistema Solar, o satélite Tritão (satélite de Netuno), provavelmente resultou de um evento singular em que, um objeto semelhante a Plutão, movendo-se em uma órbita ao redor do Sol, se aproximou de Netuno e foi capturado tornando-se um satélite desse planeta.

Embora a definição adotada seja verborrágica, a realidade física que ela exprime é muito simples. São planetas aqueles corpos do Sistema Solar que se formaram acretando, dentro da nebulosa solar primitiva quase toda a matéria existente na vizinhança de suas órbitas. São corpos que se formaram num período de relativa abundância local de matéria. Não são planetas aqueles objetos que, embora também acretados dentro da nebulosa solar primitiva, não encontraram a abundância de matéria e as condições dinâmicas que seriam necessárias para que atingissem as dimensões de outros objetos de sua imediata vizinhança permanecendo em uma órbita estável.

Da Antiguidade aos pequenos planetas

Na antiguidade os astros que se viam no céu eram divididos em duas categorias:

1) as estrelas fixas, “presas” no céu, em uma estrutura fixa, o firmamento, que gira ao redor da Terra fazendo com que vejamos as estrelas surgiram no horizonte, a leste, e desaparecerm a oeste.

2) os sete astros visíveis que se movem entre as estrelas: Lua, Mercúrio, Vênus, Sol, Marte, Júpiter e Saturno, na ordem em que se situam na cosmologia grega. Eles eram chamados “planetas”, que em grego significa vagabundo, errante. Todos movendo-se ao redor da Terra.

Esses sete “planetas” aparecem em todas as cosmologias antigas e de alguma maneira foram responsáveis pela adoção da semana de sete dias em nossos calendários. Em algumas linguas, os nomes dos planetas são diretamente vinculados a esses sete astros. Por exemplo em ingles o sábado e o domingo se chamam Saturday e Sunday, os dias de Saturno e do Sol. Em espanhol esses dias se chamam como em português, mas os outros dias da semana são Lunes, Martes, Miércoles, Jueves e Viernes – os dias da Lua, de Marte, de Mercúrio, de Júpiter e de Vênus.

Na troca do geocentrismo pelo heliocentrismo, no início da Astronomia Moderna, o Sol foi colocado no centro do Sistema Solar e a Terra passou a ser um planeta em movimento ao redor do Sol. Nessa época os planetas passaram a ser seis: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno (em ordem crescente de distância ao Sol). A Lua passou a ter um status distinto, o de um astro que se move em uma órbita ao redor de um planeta.

Nesse tempo, a definição de um planeta era clara. Um planeta é um astro que se move em uma órbita ao redor do Sol. E quando Urano foi descoberto por Herschel, em 1761, não houve discussão. Urano se movia em uma órbita ao redor do Sol. Era portanto mais um planeta, o sétimo. Em 1801, Piazzi descobriu Ceres. Uma vez mais não houve discussão. Ceres se movia em uma órbita ao redor do Sol e portanto era mais um planeta. A órbita de Ceres se situava em um imenso vazio existente entre as órbitas de Marte e Júpiter, e resolvia o enigma da existência dessa lacuna no sistema. Mas os anos seguintes trouxeram muitos outros “planetas” nessa mesma região: Palas, Juno, Vesta, ... e Herschel foi o primeiro a se manifestar observando que, ao contrário dos outros, esses “planetas” não apareciam como pequenos discos nos telescópis, mas apenas como pontos luminosos, indicando se tratarem de objetos muito menores. Herschel passou a chamá-los de “asteróides”.

Em 1846, Leverrier descobriu Netuno (a partir da análise dinâmica das observações de Urano), um planeta em uma órbita ainda mais longínqua que Urano. Mas outros “planetas” continuavam ser descobertos entre as órbitas de Marte e Júpiter. Em 1860 eles ja eram muito mais do que 50, mostrando que se tratava de uma população com características próprias e distintas das dos 8 planetas principais. Pouco a pouco, os anuários astronômicos passaram a referir-se a eles como “minor planets”, “kleine planeten”, “petites planètes”, .... além da denominação proposta por Herschel.

Com isso, o tipo do movimento deixava de ser o critério único para se classificar um astro como planeta ou não. E a idéia de que os asteróides eram restos um planeta que teria existido entre Marte e Júpiter era suficiente para explicar as diferenças de maneira simples.

O caso de Plutão

Em 1930 ocorreu um fato novo. Coroando uma exaustiva busca através do céu para descobrir um novo planeta, Tombaugh descobriu Plutão, em uma órbita além da de Netuno. E Plutão foi aclamado como tal. Mas, era Plutão realmente um planeta? O primeiro critério era óbvio. O movimento de Plutão indicava tratar-se de um objeto em órbita ao redor do Sol. O segundo (o tamanho) não chegava a ser contrariado. Plutão era um objeto brilhante e mesmo publicações respeitadas ainda indicavam, na década de 60, que seria um planeta do mesmo tamanho que a Terra. (mas de menor massa e densidade).

As coisas começaram a mudar em 1978, com a descoberta de Caronte, satélite de Plutão, por Christy. O estudo do movimento de Caronte ao redor de Plutão permitiu determinar que a massa de Plutão é apenas dois milésimos da massa da Terra. Mais tarde, o estudo das passagens de Caronte na frente de Plutão permitiram determinar o diâmetro de Plutão: 2274 km. Plutão é maior do que os asteróides, mas bem menor do que a Lua, cujo diâmetro é de 3476 km. Harrington, o astrônomo que fez a primeira determinação moderna da massa de Plutão, em um workshop sobre statélites naturais apresentou sua fala sob o título: "Plutão, asteróide 1930EX ou cometa P/Tombaugh ". O título exato que ele usou se perdeu, mas a idéia era dizer que, dada sua pequena massa e os gelos que recobrem sua superfície, Plutão poderia muito bem ser classificado como sendo um grande asteróide ou um cometa. (Plutão certamente viria a apresentar uma atividade de tipo cometário, se se aproximasse mais do Sol de modo a permitir uma taxa elevada de sublimação dos gelos que o compõem.)

Como continuar chamando Plutão de planeta?

Essa discussão teve início em seguida, com altos e baixos de intensidade (ver Boletim da Sociedade Astronômica Brasileira, vol. 18, pp. 39-42, 1999). Afinal, chamar Plutão de planeta não causava danos a ninguém e, continuar a chamá-lo de planeta evitava semear confusão entre os estudantes e professores de todo o mundo de maneira desnecessária. Essa foi a opinião que prevaleceu da última vez que se tentou mudar o seu status

As novas descobertas e a controvérsia que elas geraram

Os novos meios de observação astronômica trouxeram novas descobertas e um dos objetos recem descobertos em órbita além da órbita de Netuno, Eris (que teve a denominação provisória 2003 UB313 e foi, não oficialmente, chamado de Xena), tem um diâmetro maior que o de Plutão (2400 km).Outros como 2003 EL 61, 2005 FY 9 e Sedna são menores do que Plutão, mas tem diâmetros bem acima de 1000 km. Com isto fica claro que a história de Ceres se repete. O que aparentou ser, inicialmente, um planeta com os demais, se revela como sendo apenas o membro mais importante de uma familia de objetos menores, resíduos da formação planetária que não chegaram a se conglomerar para constituir um corpo maior.

Isso fez esquentar a controvérsia e alguns pontos de vista foram discutidos de maneira acalorada. A pressão para evitar que Plutão deixasse de ser considerado como um planeta foi mais política do que científica. Os comités que deveriam propor uma decisão à União Astronômica Internacional deixaram-se convencer por argumentos heurísticos favoráveis à manutenção do status de Plutão como planeta. Mas se Plutão é planeta, Eris também o é. Como o serão todos os grandes objetos que se espera descobrir além da órbita de Netuno e dos quais os acima mencionados são apenas a ponta do iceberg. Mas como encontrar um critério que diga que Plutão é um planeta mas exclua dessa categoria os demais. Foi necessário encontrar uma definição “recortada” para incluir um e excluir outros, e isso foi feito ignorando a maneira como se formaram os corpos do Sistema Solar.

A proposta do comitê oficial foi a seguinte: Um planeta é um corpo celeste que satisfaz ao requisitos (a) e (b) da definição agora adotada. Essa definição tinha diversos outros pormenores, como a classificação de Caronte como planeta e não como satélite, que não serão aqui discutidos. Nessa proposta Ceres recuperaria o seu status de planeta (perdido no século 19), Caronte passaria a ser um planeta também (o sistema Pluão-Caronte apareceria como um planeta duplo) e Eris seria o décimo-segundo planeta. Além disso passavam a ser considerados como candidatos a planetas os objetos trans- netunianos 2003 EL61, 2005 FY9, Sedna, Orcus, Quaoar, Varuna, 2002 TX 300, Ixion, 2002 AW 197 e os asteróides Vesta, Pallas e Hygiea (seriam considerados planetas a partir do momento em que se confirmasse que eles satisfaziam à condição (b) da definição agora adotada).

A pletora de novos planetas da proposta “oficial” desagradou a muitos e uma proposta alternativa encabeçada por especialistas na Dinâmica do Sistema Solar ganhou o apoio dos astrônomos presentes à Assembléia Geral da União Astronômica Internacional, em Praga. Ela incluiu o ítem (c) da definição aprovada. A UAI aprovou também que os corpos que satisfaçam aos requisitos (a) e (b), mas não ao requisito (c) possam ser chamados planetas anões.

Conheça os oito planetas do novo Sistema Solar

O Sistema Solar passa a ser composto por oito planetas, após a reunião da União Astronômica Internacional (IAU) que rebaixou Plutão à categoria de "planeta anão".

Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são os planetas que giram em órbitas elípticas ao redor do Sol, estrela que dá nome ao Sistema.

Desde que foi descoberto pelo cientista americano Clyde Tombaugh, em 1930, Plutão era considerado o menor, mais frio e mais distante planeta do Sistema Solar. Estima-se que a temperatura superficial média do planeta chegue a 215 graus abaixo de zero.

Quando Plutão percorre sua própria órbita, que equivale a 247 anos, cinco meses e cinco dias terrestres, consegue penetrar na órbita de Netuno. Desta maneira, fica mais perto do Sol do que seu vizinho durante 20 anos.

Apenas a sonda Pioneer 10, da Nasa, lançada ao espaço em 1973, foi capaz de ultrapassar sua órbita, em 1993. Em 19 de janeiro de 2006, a Nasa enviou o foguete Atlas 5, com a cápsula Novos Horizontes, para que analisasse Plutão. O foguete tem chegada prevista para 2015.

O planeta mais próximo do Sol é Mercúrio, cuja superfície é coberta de crateras. Devido à proximidade com o astro-rei, o planeta sofre grandes mudanças de temperatura, que oscilam entre 430 graus centígrados de dia e 180 graus abaixo de zero à noite.

Com um diâmetro 40% menor que o da Terra e 40% maior que o da Lua, Mercúrio passa a ser o menor planeta do Sistema Solar. Sua rotação é lenta e o planeta não possui luas ou anéis.

O segundo planeta mais próximo do Sol é Vênus, que recebe o nome da deusa romana do amor e da beleza, e é o objeto mais brilhante do céu, depois da Lua e do Sol.

Sua atmosfera é composta principalmente por dióxido de carbono (96%) e nitrogênio (3%).

A Terra é o terceiro planeta mais próximo ao Sol, a uma distância média de quase 150 milhões de quilômetros. Seu diâmetro - 12.756 quilômetros - é pouco maior que o de Vênus e sua atmosfera é composta por nitrogênio (77%), oxigênio (21%) e outros compostos (2%), combinação de elementos que permite a existência de vida.

A órbita que o nosso planeta descreve em relação ao Sol dura 365,256 dias, e a rotação completa sobre si mesma dura 23,9 horas. Seu único satélite é a Lua.

Marte, o quarto planeta do Sistema Solar, é o sétimo quanto a massa. O planeta recebe o nome do deus romano da guerra e é conhecido como o "Planeta Vermelho". Possui dois satélites que o rodeiam, Phobos e Deimos.

Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar. Sua rotação tem alta velocidade: um dia dura 9 horas, 50 minutos e 24 segundos. É composto por hidrogênio e hélio e, por isso, seu estado é gasoso. O planeta não possui superfície sólida.

Júpiter se caracteriza por uma grande mancha avermelhada em sua atmosfera, devido a uma tempestade que já dura 300 anos. Ele possui um sistema de anéis e tem entre 16 e 60 luas, quatro delas descobertas em 1610 pelo astrônomo italiano Galileu Galilei: Io, Ganimedes, Calixto e Europa.

O sexto planeta é Saturno, conhecido por seus anéis. É o segundo maior planeta do sistema Solar e o menos denso. Gira a uma velocidade elevada, o que provoca o achatamento de seus pólos.

Saturno é, ao lado de Júpiter, o planeta do sistema solar com mais luas a seu redor (entre 17 e 31).

Urano, descoberto em 1781, tem uma coloração esverdeada devido à presença de metano em sua atmosfera. Conta com 27 satélites conhecidos e possui um eixo de rotação tão inclinado que chega a ter os pólos praticamente elípticos.

Netuno é, a partir de agora, o último planeta do sistema. Descoberto em 1846, é o terceiro maior planeta do Sistema Solar. Ao seu redor orbitam 13 satélites. Assim como Urano, é esverdeado pela presença de metano em sua atmosfera.

Versão oficial

Resolution 5A The IAU therefore resolves that planets and other bodies in our Solar System be defined into three distinct categories in the following way:

(1) A planet is a celestial body that (a) is in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has cleared the neighborhood around its orbit. (2) A "dwarf planet" is a celestial body that (a) is in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has not cleared the neighborhood around its orbit and (d) is not a satellite. (3) All other objects orbiting the Sun, excluded satellites, shall be referred to collectively as “Small Solar System Bodies”.

Notes: 1. The eight planets are: Mercury, Venus, Earth, Mass, Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune. 2. An IAU process will be established to assign borderline objects into either dwarf planet and other categories. 3. The other objects include most of the Solar System asteroids, most Trans-Neptunian objects (TNOs), comets and other small bodies.

Resolution 6A The IAU further resolves: Pluto is a dwarf planet by the above definition and is recognized as the prototype of a new category of trans-Neptunian objects.