O colapso gravitacional e o nascimento de planetas

    Há cerca de 5 bilhões de anos, uma enorme nuvem de gás, composta principalmente de hidrogênio e hélio, começou a colapsar sobre si mesma, devido à sua própria gravidade. Durante o colapso, certas regiões da nuvem tornaram-se progressivamente mais densas, atraindo matéria de regiões vizinhas. A essa mistura, devemos adicionar a rotação da nuvem, parcialmente preservada no colapso. A combinação de colapso e rotação tem um efeito dinâmico muito interessante. Em vez de a nuvem encolher como um balão furado, preservando sua forma aproximadamente esférica, ela, aos poucos, vai se alongando na região equatorial, ficando cada vez mais achatada nos pólos, até que quase toda a matéria fique concentrada entre dois planos na forma de um disco, um pouco semelhante ao que vemos em torno de Saturno.

    No centro do disco, uma concentração maior de matéria assume uma forma esférica, o protótipo de uma estrela que está prestes a nascer, juntamente com sua corte de planetas. A causa inicial do colapso da nuvem de gás não é muito clara. Uma das possibilidades mais aceitas é que ele seja provocado pela explosão de uma estrela vizinha. Caso essa hipótese esteja correta, a morte de uma estrela causa o nascimento de outra, em um ciclo de criação e destruição que se propaga pela galáxia. A idéia de que a formação de um sistema solar ocorra devido ao colapso de uma nuvem gasosa, cujo achatamento em forma de disco é causado por sua rotação, não é nada nova. Em 1755, o grande filósofo alemão Immanuel Kant deixou um pouco de lado sua pesquisa epistemológica e propôs esse mecanismo em sua obra intitulada "História Natural Universal e Teorias dos Céus". Suas idéias foram posteriormente refinadas pelo matemático e astrônomo francês Pierre Simon de Laplace.

    Vale a pena uma pequena interrupção para relatar um episódio da vida de Laplace que ilustra sua suprema confiança no poder da razão para desvendar os mistérios do cosmos.

    Laplace havia completado um tratado notável sobre mecânica celeste, em que ele aplicara conceitos de mecânica e gravitação newtonianas para calcular com grande detalhe e precisão os movimentos dos corpos celestes do Sistema Solar. Um dos presenteados com uma cópia da obra foi Napoleão Bonaparte.

    Após examinar a obra, Napoleão disse a Laplace (versão levemente romanceada do evento): "Monsieur Laplace, apreciei muito sua obra "Mecânica Celeste’, mas percebi, com certo desconforto, que o senhor jamais menciona o Criador." Ao que Laplace respondeu: "Caro Imperador, não tenho necessidade dessa hipótese". Em sua obra, Kant descreve o processo de formação planetária a partir do que chamamos hoje de disco protoplanetário: "Nós vemos uma região do espaço estendendo-se do centro do Sol até distâncias enormes, contida entre dois planos bastante próximos (o disco protoplanetário)". Dentro dessa região, a "atração mútua de matérias elementares" causa o agregamento progressivo de partículas do tamanho de pedregulhos, culminando na formação de planetas. Hoje, temos ampla evidência observacional de que discos protoplanetários existem em torno de estrelas jovens. Para confirmarmos a hipótese de Kant-Laplace, basta encontrarmos planetóides em formação no disco.

    No entanto, existem vários problemas ainda em aberto. Como passar do agregamento de pedregulhos até massas planetárias? Por que o Sistema Solar tem planetas gigantes em órbitas externas, enquanto outros, recentemente observados, têm planetas gigantes em órbitas tão próximas de seu sol como Mercúrio do Sol? Explicações não faltam, e algumas delas serão discutidas em colunas futuras. Apesar do otimismo de Laplace, é sempre bom lembrarmo-nos do quanto não sabemos a respeito do Universo a nossa volta.