Existem apenas cinco corpos no nosso Sistema Solar que se sabe terem anéis. O mais óbvio é o planeta Saturno; em menor escala, também existem anéis de gás e poeira em redor de Júpiter, Úrano e Neptuno. O quinto membro deste grupo é Chariklo, da classe de planetas menores conhecidos como centauros: corpos rochosos e pequenos que possuem qualidades tanto de asteroides como de cometas.
Os cientistas só recentemente detetaram o sistema de anéis de Chariklo - uma descoberta surpreendente, pois pensava-se que os centauros eram relativamente dormentes. Agora, cientistas detetaram um possível sistema de anéis em torno de um segundo centauro, Quíron.
Em novembro de 2011, o grupo observou uma ocultação estelar na qual Quíron passou em frente de uma estrela brilhante, bloqueando momentaneamente a sua luz. Os investigadores analisaram as emissões de luz da estrela, a sombra momentânea criada por Quíron e identificaram características óticas que sugerem que o centauro pode possuir um disco de detritos em órbita. A equipa acredita que as características podem significar um sistema de anéis, uma concha circular de gás e poeira ou jatos simétricos de material expelido desde a superfície do centauro.
"É interessante, porque Quíron é um centauro - parte daquela secção média do Sistema Solar, entre Júpiter e Plutão, onde originalmente pensávamos que as coisas não eram muito ativas, mas ao que parece as coisas são muito ativas," afirma Amanda Bosh, professora do Departamento de Ciências Atmosféricas, Planetárias e da Terra do MIT (Massachusetts Institute of Technology), EUA.
Bosh e colegas do MIT - Jessica Ruprecht, Michael Person e Amanda Gulbis - publicaram os seus resultados na revista Icarus.
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Impressão de artista de um sistema de anéis em redor de um centauro.
Crédito: ESO
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Apanhando uma sombra
Quíron, descoberto em 1977, foi o primeiro corpo planetário categorizado como centauro, em honra à criatura da mitologia grega - um híbrido de homem e animal. Tal como na mitologia, os centauros são híbridos, incorporando características de asteroides e de cometas. Hoje, os cientistas estimam que existem mais de 44.000 centauros no Sistema Solar, concentrados sobretudo numa banda entre as órbitas de Júpiter e Plutão.
Apesar de se pensar que a maioria dos centauros esteja dormente, os cientistas já viram sinais de atividade em Quíron. A partir do final da década de 1980, os astrónomos observaram padrões de aumento de brilho no centauro, bem como atividade parecida à de um cometa.
Em 1993 e 1994, James Elliot, na altura professor de astronomia planetária e física no MIT, observou uma ocultação estelar de Quíron e fez as primeiras estimativas do seu tamanho. Elliot também observou características, nos dados óticos, parecidas com jatos de água e poeira expelidos a partir da superfície do centauro.
Agora, cientistas do MIT - alguns deles ex-membros do grupo de Elliot - obtiveram observações mais precisas de Quíron, usando dois grandes telescópios no Hawaii - o IRTF (Infrared Telescope Facility) da NASA, em Mauna Kea, e o LCOGT.net (Las Cumbres Observatory Global Telescope Network) em Haleakala.
Em 2010, a equipa começou a traçar as órbitas de Quíron e de estrelas próximas a fim de identificar exatamente quando o centauro podia passar à frente de uma estrela suficientemente brilhante. Os cientistas determinaram que uma tal ocultação estelar teria lugar no dia 29 de novembro de 2011, e reservaram tempo de observação nos dois telescópios na esperança de avistar a sombra de Quíron.
"Existe uma espécie de serendipidade nestas observações," comenta Bosh. "Precisamos de uma certa dose de sorte, à espera que Quíron passe em frente de uma estrela suficientemente brilhante. Quíron propriamente dito é pequeno o suficiente para que o evento seja muito curto; basta piscar o olho para o perder."
A equipa observou a ocultação estelar remotamente a partir do MIT. O evento durou apenas alguns minutos e os telescópios registaram a diminuição de luz à medida que Quíron passava em frente da estrela.
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Impressão de artista de um sistema de anéis em redor de um centauro.
Crédito: ESO
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Anéis em redor de uma teoria
O grupo analisou os dados recolhidos e detetou algo inesperado. Um corpo simples, sem material circundante, criaria um padrão simples, bloqueando inteiramente a luz da estrela. Mas os investigadores observaram características nítidas e simétricas perto do início e do fim da ocultação estelar - um sinal que material, como por exemplo poeira, podia estar a bloquear uma fração da luz estelar.
Os investigadores observaram duas destas características, cada a cerca de 300 km do centro do centauro. Tendo em conta os dados óticos, as características têm 3 e 7 km de largura, respetivamente. As características são semelhantes às observadas por Elliot na década de 1990.
À luz destas novas observações, os cientistas dizem que Quíron pode ainda possuir jatos simétricos de gás e poeira, como Elliot propôs. No entanto, outras interpretações podem ser igualmente válidas, incluindo a "possibilidade interessante", comenta Bosh, de uma concha ou anel de gás e poeira.
Ruprecht, investigadora do Laboratório Lincoln do MIT, diz que é possível imaginar um cenário no qual os centauros podem formar anéis: por exemplo, quando um corpo é quebrado, os detritos resultantes podem ser capturados gravitacionalmente em redor de outro corpo, como Quíron. Os anéis também podem ser material residual resultante da própria formação de Quíron.
"Outra possibilidade envolve a história da distância de Quíron ao Sol," explica Ruprecht. "Os centauros podem ter começado mais distantes [no Sistema Solar] e, através das interações gravitacionais com os planetas gigantes, tiveram as suas órbitas perturbadas para mais perto do Sol. O material gelado que teria sido mais estável para lá de Plutão torna-se menos estável a distâncias menores, transforma-se em gás que empurra poeira e material para fora da superfície de um corpo."
Desde então, um grupo independente combinou os dados da ocultação recolhidos pelo grupo do MIT com outros dados óticos e concluiu que as características em redor de Quíron provavelmente representam um sistema de anéis. No entanto, Ruprecht comenta que os cientistas terão que observar mais ocultações estelares para determinar realmente qual das interpretações - anéis, concha ou jatos - é a correta.
"Se quisermos ter um argumento forte para anéis à volta de Quíron, vamos precisar de mais observações por vários observadores, distribuídos por algumas centenas de quilómetros, para que possamos mapear a geometria do anel," explica Ruprecht. "Mas só isso não nos diz se os anéis são uma característica temporária de Quíron, ou se são mais permanentes. Há muito trabalho pela frente."
No entanto, Bosh diz que a possibilidade de um segundo centauro com anéis no Sistema Solar é muito atraente.
"Até que os anéis de Chariklo foram encontrados, pensava-se que estes corpos mais pequenos não podiam ter sistemas de anéis," afirma. "Se Quíron tiver realmente um sistema de anéis, vai mostrar que é mais comum do que se pensava anteriormente."
Matthew Knight, astrónomo do Observatório Lowell em Flagstaff, no estado americano do Arizona, diz que a possibilidade de existência de anéis em Quíron "torna o Sistema Solar um pouco mais íntimo."
"Nós temos uma boa noção da maioria do Sistema Solar interior graças às missões espaciais, mas estes pequenos mundos gelados do Sistema Solar exterior ainda são misteriosos," comenta Knight, que não esteve envolvido na pesquisa. "Pelo menos para mim, ser capaz de imaginar um centauro com anéis fá-lo parecer mais tangível."
Links:
Notícias relacionadas:
MIT News (comunicado de imprensa)
Icarus
Artigo científico - Ortiz et al. (arXiv.org)
The Planetary Society
Astronomy Now
redOrbit
PHYSORG
science 2.0
(e) Science News
EarthSky
Discovery News
Quíron:
Wikipedia
JPL/NASA
Gary W. Kronk's Cometography
Chariklo:
Wikipedia
JPL/NASA
Centauro (planeta menor):
Wikipedia
Centro de Planetas Menores da UAI |
