Existe algo “debaixo” da Terra no espaço?

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Se você já viu ilustrações ou modelos do sistema solarvocê deve ter notado que todos os planetas orbitam o Sol aproximadamente no mesmo plano e se movem na mesma direção.

Mas o que está acima e abaixo deste plano? E porque é que as órbitas dos planetas estão dispostas desta forma, numa panqueca plana, e não cada um viajando num plano completamente diferente?

Eu sou planetólogo que funciona com robôs espaciais como veículos espaciais E orbitadores. Quando os meus colegas e eu os enviamos para explorar o nosso sistema solar, é importante que compreendamos um mapa tridimensional do nosso entorno cósmico.

Qual caminho está “para baixo”?

A gravidade da Terra tem muito a ver com o que as pessoas pensam sobre o que é certo e errado. As coisas caem no chão, mas a direção depende de onde você está.

Imagine estar em algum lugar da América do Norte e apontar para baixo. Se você estender uma linha da ponta do dedo através da Terra, essa linha apontará na direção “para cima” para alguém em um barco no sul do Oceano Índico.

Numa perspectiva mais ampla, “para baixo” pode ser definido como estar abaixo do plano do sistema solar, que é conhecido como eclíptica. Por convenção, dizemos que a localização acima do plano é onde ele está os planetas giram no sentido anti-horário ao redor do Sol, e de baixo você pode ver que eles giram no sentido horário.

Ainda mais sabores do “fundo”

Existe algo especial abaixo da eclíptica? Para responder a esta pergunta, precisamos diminuir ainda mais o zoom. Nosso sistema solar gira em torno do Sol, que é apenas um deles cerca de 100 bilhões de estrelas em nossa galáxia, a Via Láctea.

Cada uma dessas estrelas e seus planetas associados estão todos lá orbitando o centro da Via Lácteamuito parecido com os planetas orbitam suas estrelas, mas em uma escala de tempo muito mais longa. E assim como os planetas do nosso sistema solar não orbitam em órbitas aleatórias, as estrelas da Via Láctea orbitam em torno do centro da galáxia, perto de um plano chamado plano galáctico.

Este plano não está orientado da mesma forma que a eclíptica do nosso sistema solar. Na verdade, ângulo entre dois planos é cerca de 60 graus.

Dando mais um passo atrás, a Via Láctea faz parte de um aglomerado de galáxias conhecido como Grupo locale – você pode ver onde isso vai dar – essas galáxias caem principalmente em outro plano, chamado plano supergaláctico. O plano supergaláctico é quase perpendicular ao plano galáctico, z um ângulo entre os dois planos de aproximadamente 84,5 graus.

A maneira como esses corpos viajam ao longo de caminhos próximos ao mesmo plano tem a ver principalmente com a forma como surgiram.

Colapso da nebulosa solar

O material que eventualmente formaria o Sol e os planetas do Sistema Solar começou como uma nuvem difusa e muito extensa de gás e poeira chamada nebulosa solar. Cada partícula da nebulosa solar tinha uma massa pequena. Porque qualquer massa exerce uma força gravitacionalessas partículas foram atraídas umas pelas outras, embora muito fracamente.

As partículas da nebulosa solar começaram a se mover muito lentamente. Porém, por muito tempo, essas partículas se atraíram graças à gravidade a nuvem começou a se puxar em sua direção, encolhendo.

Haveria também muito pouca rotação geral da nebulosa solar, talvez devido à atração gravitacional da estrela que passa. À medida que a nuvem entrasse em colapso, a velocidade desse giro aumentaria, assim como um patinador giratório gira cada vez mais rápido à medida que aproxima os braços do corpo.

À medida que a nuvem continuou a encolher, as partículas individuais aproximaram-se umas das outras e cada vez mais interacções influenciaram o seu movimento, tanto devido à gravidade como às colisões entre elas. Esses interações fez com que partículas individuais em órbitas inclinadas longe da direção da rotação geral da nuvem mudassem a orientação de suas órbitas.

Por exemplo, se uma partícula que desce através de um plano orbital colide com uma partícula que passa por esse plano, a interação tenderá a cancelar o movimento vertical e mudar a orientação de suas órbitas para o avião.

Eventualmente, o que antes era uma nuvem amorfa de partículas entrou em colapso… formato de disco. Então partículas em órbitas semelhantes começaram a se aglomerarem última análise, criando o Sol e todos os planetas que o orbitam hoje.

Em escalas muito maiores, tipos semelhantes de interações provavelmente confinaram a maioria das estrelas que compõem a Via Láctea ao plano galáctico e a maioria das galáxias que compõem o Grupo Local ao plano supergaláctico.

As orientações dos planos eclíptico, galáctico e supergaláctico retornam à direção aleatória inicial de rotação das nuvens a partir das quais se formaram.

Então, o que existe abaixo da Terra?

Portanto, não há nada de especial na direção que definimos como “para baixo” em relação à Terra, além do fato de que poucos orbitam o Sol nessa direção.

Se você for longe o suficiente nessa direção, acabará encontrando outras estrelas com seus próprios sistemas planetários, orbitando em orientações completamente diferentes. E se você for ainda mais longe, poderá encontrar outras galáxias com seus próprios planos de rotação.

Esta questão destaca um dos meus aspectos favoritos da astronomia: ela coloca tudo em perspectiva. Se você perguntasse a cem pessoas na sua rua: “Qual é o caminho para baixo?” cada um deles apontaria na mesma direção. Mas imagine que você fez esta pergunta pessoas em toda a Terraou formas de vida inteligentes em outros sistemas planetários ou mesmo em outras galáxias. Todos eles apontariam em direções diferentes.

Este artigo revisado foi republicado em Conversa sob licença Creative Commons. Leia artigo original.