Ilustração do planeta Urano e do seu sistema de anéis escuros. Em vez de observarem a luz solar refletida dos anéis, os astrônomos observaram o "brilho" milimétrico e infravermelho naturalmente emitido pelas partículas frias dos próprios anéis.
Crédito: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello
Os anéis de Urano são invisíveis para todos, menos para os maiores telescópios - só foram descobertos em 1977 - e destacam-se como surpreendentemente brilhantes em novas imagens térmicas do planeta obtidas por dois grandes telescópios no Chile.
O brilho térmico abre aos astrônomos outra janela para os anéis, que foram apenas observados porque refletem um pouco de luz no visível e no infravermelho próximo. As novas imagens obtidas pelo ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e pelo VLT (Very Large Telescope) permitiram à equipa medir, pela primeira vez, a temperatura dos anéis: uns frios 77 Kelvin (-196,15º C), 77 graus acima do zero absoluto - a temperatura de ebulição do azoto líquido.
As observações também confirmam que o anel mais brilhante e denso de Úrano, chamado anel épsilon, difere dos outros sistemas de anéis conhecidos dentro do nosso Sistema Solar, em particular dos anéis espetacularmente bonitos de Saturno.
"Os anéis de Saturno, principalmente de gelo, são brilhantes, largos e as suas partículas têm vários tamanhos, desde tamanhos microscópicos no anel D, o mais interno, até dezenas de metros nos anéis principais," disse Imke de Pater, professora de astronomia na Universidade da Califórnia em Berkeley, EUA. "A gama mais pequena está ausente dos principais anéis de Úrano; o anel mais brilhante, épsilon, é composto de rochas do tamanho de bolas de golfe e maiores."
Em comparação, os anéis de Júpiter contêm principalmente partículas de tamanho micrométrico (um micrômetro é um milésimo de milímetro). Os anéis de Neptuno são na sua maioria poeira e até mesmo Urano tem camadas largas de poeira entre os anéis estreitos principais.
"Nós já sabemos que o anel épsilon é um pouco estranho, porque não vemos o material mais pequeno," disse o estudante Edward Molter. "Algo tem vindo a varrer os objetos mais pequenos ou a juntá-los todos. Simplesmente não sabemos. Este é um passo para entender a sua composição e se todos os anéis vieram do mesmo material de origem ou se cada um tem uma origem diferente."
Os anéis podem ser antigos asteroides capturados pela gravidade do planeta, remanescentes de luas que colidiram umas com as outras e se fragmentaram, restos de luas dilaceradas quando passaram demasiado perto de Úrano, ou detritos remanescentes do tempo de formação há 4,5 bilhões de anos.
Os novos dados foram publicados a semana passada na revista The Astronomical Journal. De Pater e Molter lideraram as observações do ALMA, enquanto Michael Roman e Leight Fletcher da Universidade de Leicester, Reino Unido, lideraram as observações do VLT.
"Os anéis de Úrano são composicionalmente diferentes do anel principal de Saturno, no sentido que no visível e no infravermelho, o albedo é muito mais baixo: são realmente escuros, como carvão," explicou Molter. "São também extremamente estreitos em comparação com os anéis de Saturno. O mais largo, o anel épsilon, varia de 20 a 100 quilômetros de largura, enquanto os de Saturno têm centenas ou dezenas de milhares de quilômetros de largura."
A ausência de partículas de poeira de tamanho microscópico, nos anéis principais de Úrano, foi observada pela primeira vez quando a Voyager 2 passou pelo planeta em 1986 e os fotografou. No entanto, a sonda foi incapaz de medir a temperatura dos anéis.
Até à data, os astrônomos contaram um total de 13 anéis ao redor do planeta, com algumas faixas de poeira entre os anéis. Os anéis diferem de outras maneiras dos de Saturno.
"É interessante que possamos fazer isto com os instrumentos que temos," realçou Molter. "Estava apenas a tentar observar o planeta o melhor que conseguia e vi os anéis. Foi fantástico."
Ambas as observações do VLT e do ALMA foram projetadas para explorar a estrutura de temperatura da atmosfera de Urano, com o VLT a sondar comprimentos de onda mais curtos do que o ALMA.
"Ficamos surpresos ao ver os anéis saltarem claramente à vista quando reduzimos os dados pela primeira vez," salientou Fletcher.
Isto representa uma oportunidade excitante para o Telescópio Espacial James Webb, que será capaz de fornecer restrições espectroscópicas bastante melhores dos anéis de Urano ao longo da próxima década.
Composição da atmosfera e dos anéis de Urano no rádio, obtida pelo ALMA em dezembro de 2017. A imagem mostra, pela primeira vez, a emissão térmica, ou calor, dos anéis de Urano, permitindo com que os cientistas determinassem a sua temperatura: 77 K (-196,15º C). As bandas escuras na atmosfera de Urano, nestes comprimentos de onda, mostram a presença de moléculas que absorvem ondas de rádio, em particular o gás sulfato de hidrogénio (H2S), e as regiões brilhantes como na mancha polar norte contêm muito poucas quantidades destas moléculas.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); Edward M. Molter e Imke de Pater
FONTE: ASTRONOMIA ONLINE
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