Os chamados planetas internos do nosso Sistema solar, termo usado para o conjunto de apenas Mercúrio, Vênus, Terra, e Marte, giram mais lentamente do que as leis da física moderna preveem. Agora, um estudo publicado naThe Astrophysical Journal indica o motivo.

Segundo a lei de conservação do momento angular, que mede a quantidade de movimento associada a um corpo em rotação em torno de um ponto fixo, a parte interior do disco deve girar mais rápido à medida que o material chega mais próximo da estrela, neste caso, do Sol.

O efeito é semelhante àquele que acontece quando os patinadores artísticos aproximam os braços de seus corpos para rodar mais rapidamente. Observações anteriores mostraram que o sistema solar, desde o sol até o cinturão de asteroides, incluindo os planetas, não gira tão depressa como previsto pela lei de conservação do momento angular.

De acordo com novas simulações, os cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) demonstraram como as partículas no disco de acreção interagem. A lei de conservação do momento angular preconiza que, quando inserido em um sistema, o momento angular permanece constante.

Por isso que, a única maneira de mantê-lo constante, ao diminuir o raio, variável que compõe o cálculo da lei, é aumentando a velocidade de centrifugação.

O que se sabe sobre a rotação do sistema solar

Pesquisas anteriores sugerem que o atrito entre as regiões do disco de acreção ou dos campos magnéticos geram turbulências que podem reduzir a velocidade de rotação do gás.

Essa hipótese preocupou o professor de física aplicada na Caltech, Paul Bellan, pois “as pessoas querem sempre culpar a turbulência por fenômenos que não compreendem”. Há uma grande indústria argumentando que essa turbulência no sistema solar é a responsável por retirar o impulso angular dos discos de acreção”.

Para compreender melhor a perda do momento angular, Bellan estudou as trajetórias de átomos individuais, íons e gás num disco de acreção e, também, o comportamento das partículas durante e após as colisões ocorridas entre essas partículas.

Os investigadores utilizaram modelos de computador para simular um disco de acumulação de 1.000 partículas carregadas que colidem com 40.000 partículas neutras em campos magnéticos e gravitacionais. Com isso, descobriram que a interação entre os átomos neutros e um número muito menor de partículas carregadas resulta em íons com carga positiva (cátions), que formam uma espiral e partículas com carga negativa (elétrons) se movendo para fora, em direção à borda do disco de acreção. As partículas neutras perdem o momento angular e entram em espiral com trajetória traçada para o centro.

O disco atua como uma grande bateria, com um polo positivo perto do centro um polo negativo na borda. Esses polos geram correntes que se disseminam no espaço a partir de ambos os lados do disco.

As simulações de computador sugerem que, enquanto se perde o momento angular, o momento angular canônico – a soma do momento angular original comum mais uma quantidade adicional, que depende da carga de uma partícula e do campo magnético – é conservado.

Via: Space.com

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