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Astrônomos espiam Europa bloqueando estrela distante - graças à missão Gaia


Este "retrato de família" mostra uma composição de imagens de Júpiter, incluindo a sua Grande Mancha Vermelha e as suas quatro maiores luas. De cima para baixo, as luas são Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Europa tem quase o mesmo tamanho que a Lua da Terra, enquanto Ganimedes, a maior lua do Sistema Solar, é maior do que o planeta Mercúrio.
Enquanto Io é um mundo vulcanicamente ativo, Europa, Ganimedes e Calisto são gelados e podem ter oceanos de água líquida sob a sua crosta. Europa, em particular, pode até abrigar um ambiente habitável.
Júpiter e as suas grandes luas geladas vão ser o foco da missão Juice da ESA. A sonda vai percorrer o sistema joviano durante cerca de três anos e meio, incluindo "flybys" das luas. Também vai entrar em órbita de Ganimedes, a primeira vez que qualquer lua, além da nossa, é orbitada por uma nave espacial.
As imagens de Júpiter, Io, Europa e Ganimedes foram captadas ela sonda Galileo em 1996, enquanto a imagem de Calisto é da passagem rasante da sonda Voyager de 1979.
Crédito: NASA/JPL/DLR

No dia 31 de março de 2017, a lua de Júpiter Europa passou em frente de uma estrela de fundo - um evento raro que foi capturado pela primeira vez por telescópios terrestres graças aos dados fornecidos pela nave Gaia da ESA.

Anteriormente, só se tinha conseguido observar apenas outras duas luas de Júpiter - Io e Ganimedes - durante um evento como este.

Gaia opera no espaço desde o final de 2013. A missão visa produzir um mapa tridimensional da nossa Galáxia e caracterizar as inúmeras estrelas que chamam a Via Láctea de lar. Tem sido imensamente bem-sucedida até agora, revelando as posições e movimentos de mais de mil milhões de estrelas.

O conhecimento das posições exatas das estrelas que vemos no céu permite que os cientistas determinem quando vários corpos do Sistema Solar parecem passar em frente de uma estrela de fundo a partir de um dado ponto de vista: um evento conhecido como ocultação estelar.

O Gaia não é estranho a tais eventos - o telescópio ajudou os astrônomos a fazer observações únicas da lua de Neptuno, Tritão, enquanto passava em frente de uma estrela distante em 2017, revelando mais sobre a atmosfera e sobre as propriedades da lua.

As ocultações são extremamente valiosas; permitem medições das características do corpo em primeiro plano (tamanho, forma, posição e mais) e podem revelar estruturas como anéis, jatos e atmosferas. Tais medições podem ser feitas a partir do solo - algo que Bruno Morgado (Observatório Nacional do Brasil e LIneA) e colegas aproveitaram para explorar a lua de Júpiter, Europa.

"Nós usamos dados da primeira divulgação de dados do Gaia para prever que, do nosso ponto de vista da América do Sul, Europa passaria em frente de uma estrela brilhante em março de 2017 - e para prever a melhor localização a partir da qual observar esta ocultação," disse Bruno, líder da investigação que escreveu um novo artigo que relata as descobertas da ocultação de 2017. O primeiro lançamento de dados do Gaia teve lugar em setembro de 2016.

"Isto deu-nos uma oportunidade maravilhosa para explorar Europa, já que a técnica fornece uma precisão comparável à das imagens obtidas por sondas espaciais."

Os dados do Gaia mostraram que o evento seria visível a partir de uma faixa espessa que corta de noroeste a sudoeste toda a América do Sul. Três observatórios localizados no Brasil e no Chile foram capazes de capturar dados - foram tentados um total de oito locais, mas muitos tiveram más condições climatéricas.

De acordo com as medições anteriores, as observações refinaram o raio de Europa para 1561,2 km, determinando precisamente a posição de Europa no espaço e em relação ao seu planeta hospedeiro, Júpiter, e caracterizaram a forma da lua. Ao invés de ser exatamente esférica, Europa é conhecida por ser elipsoide. As observações mostraram que a lua tem 1562 km quando medida exatamente numa direção (o chamado "semieixo maior" aparente) e 1560,4 km quando medida na direção perpendicular (o "semieixo menor" aparente).

"É provável que possamos observar muitas mais ocultações como esta das luas de Júpiter em 2019 e 2020," acrescentou Bruno. "Júpiter está a passar por uma região do céu que tem como fundo o Centro Galáctico, tornando mais provável que as suas luas passem em frente de estrelas brilhantes de fundo. Isto realmente ajudar-nos-ia a definir as suas formas e posições tridimensionais - não apenas para as quatro maiores luas de Júpiter, mas também para as mais pequenas, mais irregulares."

Usando o segundo catálogo de dados do Gaia, lançado em abril de 2018, os cientistas preveem as datas de futuras ocultações de estrelas brilhantes pela lua Europa, Io, Ganimedes e Calisto nos próximos anos, e listam um total de 10 eventos de 2019 a 2021. Os eventos futuros incluem ocultações estelares de Europa (22 de junho de 2020), Calisto (20 de junho de 2020 e 4 de maio de 2021), Io (9 e 21 de setembro de 2019, 2 de abril de 2021) e Ganimedes (25 de abril de 2021).

As restantes três já tiveram lugar em 2019, duas das quais - ocultações estelares de Europa (4 de junho) e Calisto (5 de junho) - também foram observadas pelos cientistas e para as quais os dados ainda estão em análise.

As próximas ocultações serão observáveis mesmo com telescópios amadores tão pequenos quanto 20 cm a partir de várias regiões do mundo. A posição favorável de Júpiter, com o plano galáctico no fundo, só ocorrerá novamente 2031.

"Os estudos das ocultações estelares permitem-nos aprender mais sobre as luas do Sistema Solar de longe e também são relevantes para futuras missões que visitarão esses mundos," comentou Timo Prusti, cientista do projeto Gaia da ESA. "Como este resultado mostra, Gaia é uma missão extremamente versátil: não só avança o nosso conhecimento das estrelas, mas também do Sistema Solar mais amplamente."

Um conhecimento preciso da órbita de Europa ajudará a preparar as missões espaciais que têm este satélite joviano como alvo, como a Juice (JUpiter ICy moons Explorer) da ESA e a Europa Clipper da NASA, que devem ser lançadas na próxima década.

"Estes tipos de observações são extremamente excitantes," disse Olivier Witasse, cientista do projeto Juice da ESA. "Vai chegar a Júpiter em 2029; ter o melhor conhecimento possível das posições das luas do sistema ajudar-nos-á a preparar para a navegação da missão e à análise de dados futuros, e a planear toda a ciência que pretendemos fazer.

"Esta ciência depende de nós sabermos vários elementos como trajetórias precisas da lua e o conhecimento de quão próxima uma nave espacial chegará a um determinado corpo, de modo que quanto melhor o nosso conhecimento, melhor será esse planeamento - e a subsequente análise de dados."


Os astrónomos podem aprender muito sobre um corpo celeste observando-o à medida que passa em frente de uma estrela brilhante de fundo: um alinhamento conhecido como ocultação estelar.
Tais eventos são invulgares para as luas de Júpiter. De facto, até recentemente, apenas duas das luas do gigante gasoso - Io e Ganimedes - haviam sido observadas durante ocultações estelares. Agora, um estudo apresenta observações de outra das luas de Júpiter, Europa, que obscureceu uma estrela brilhante no dia 31 de março de 2017. Este evento permitiu que os astrônomos caracterizassem melhor o tamanho de Europa, a posição no espaço e em relação a Júpiter, e a sua forma tridimensional; eles usaram dados da primeira versão do dados do Gaia, lançada em setembro de 2016, sobre posições estelares para determinar a melhor localização a partir da qual observar o evento e, posteriormente, recolheram dados de três observatórios no Brasil e no Chile.
Júpiter está a passar por uma região do céu que tem como fundo o Centro Galáctico, tornando mais provável que as suas luas passem em frente de estrelas brilhantes de fundo. Com isto em mente, os investigadores também previram as datas e horários para várias outras ocultações de 2019 a 2021. Estão previstos sete eventos futuros: ocultações estelares de Europa (22 de junho de 2020), Calisto (20 de junho de 2020 e 4 de maio de 2021), Io (9 e 21 de setembro de 2019, 2 de abril de 2021) e Ganimedes (25 de abril de 2021).
Os tempos são apresentados em UTC ("Coordinated Universal Time", Tempo Universal Coordenado), com as datas e luas individuais também identificadas abaixo de cada visualização da Terra. As linhas azuis representam o tamanho máximo da sombra da lua sobre a Terra: as linhas pontilhadas vermelhas acompanham o centro do corpo, com um novo ponto a cada minuto; as áreas cinzas escuras e claras representam noite e dia em cada globo, respetivamente; e as setas marcam a direção em que essa sombra se deslocará. Os pontos vermelhos maiores representam o centro da lua no momento da maior aproximação.
Crédito: ESA/Gaia/DPAC; Bruno Morgado (Observatório Nacional do Brasil/LIneA, Brasil) et al. (2019)


A missão Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) da ESA embarcará numa viagem de sete anos a Júpiter a partir de maio de 2022. Terá o objetivo de investigar o surgimento de mundos habitáveis em torno de gigantes gasosos e o sistema de Júpiter como arquétipo dos numerosos planetas gigantes hoje conhecidos por orbitarem outras estrelas.
Durante a tour pelo sistema joviano, a sonda Juice fará dois "flybys" por Europa, que possui fortes evidências de um oceano de água líquida sob a sua crosta gelada. Juice vai observar as zonas ativas da lua, a sua composição de superfície e geologia, procurar zonas de água líquida sob a superfície e estudar o ambiente de plasma em torno de Europa.
Crédito: ESA

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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