SATURNO PODERÁ FICAR SEM ANÉIS DAQUI A 100 MILHÕES DE ANOS 25 de dezembro de 2018
Esta imagem foi obtida pela sonda Cassini no dia 25 de abril de 2016, a uma distância de aproximadamente 3 milhões de quilómetros.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
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Uma nova investigação da NASA confirma que Saturno está a perder os seus icónicos anéis ao ritmo máximo estimado por observações feitas pelas Voyager 1 e 2 há décadas atrás. Os anéis estão a ser puxados pela gravidade de Saturno como uma chuva poeirenta de partículas de gelo sob a influência do campo magnético de Saturno.
"Estimamos que esta 'chuva do anel' drene o equivalente a uma piscina olímpica a cada meia-hora," disse James O'Donoghue, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. "Só a partir desta drenagem, a totalidade do sistema de anéis terá desaparecido em 300 milhões de anos mas, a acrescentar a queda de material anular medida pela sonda Cassini, no equador de Saturno, os anéis têm menos de 100 milhões de anos [de existência]. É um espaço de tempo relativamente curto, em comparação com os mais de 4 mil milhões de anos de Saturno." O'Donoghue é o autor principal de um estudo sobre a chuva do anel de Saturno publicado na edição de 17 de dezembro da revista Icarus.
Os cientistas há muito que se perguntam se Saturno foi formado com os anéis ou se o planeta os adquiriu mais tarde na sua vida. A nova investigação favorece o último cenário, indicando que é improvável que tenham mais de 100 milhões de anos, já que levaria esse tempo para o anel-C se tornar o que é hoje supondo que já tenha sido tão denso quanto o anel-B. "Temos a sorte de estar por cá para ver o sistema de anéis de Saturno, que parece estar a meio da sua vida. No entanto, se os anéis são temporários, talvez tenhamos perdido os sistemas de anéis gigantes de Júpiter, Úrano e Neptuno, que têm hoje apenas anéis finos!" acrescentou O'Donoghue.
Foram propostas várias teorias para a origem dos anéis. Caso o planeta os tenha obtido mais tarde na sua vida, podem então ter sido formados quando pequenas luas geladas, em órbita de Saturno, colidiram umas com as outras, talvez porque as suas órbitas foram perturbadas por um puxão gravitacional de um asteroide ou por um cometa passageiro.
Os primeiros indícios da existência da chuva do anel vieram de observações das Voyager, mas de fenómenos aparentemente não relacionados: variações peculiares na atmosfera superior eletricamente carregada (ionosfera), variações na densidade dos anéis e um trio de faixas escuras estreitas que rodeiam o planeta a latitudes médias norte. Estas bandas escuras apareceram em imagens da nublada atmosfera superior de Saturno (estratosfera) obtidas pela missão Voyager 2 da NASA em 1981.
Em 1986, Jack Connerney de Goddard publicou um artigo na revista Geophysical Research Letters que relacionava essas bandas escuras com a forma do enorme campo magnético de Saturno, propondo que partículas de gelo dos anéis de Saturno, eletricamente carregadas, fluíam por linhas invisíveis do campo magnético, despejando água na atmosfera superior de Saturno, onde estas linhas emergiam do planeta. O influxo de água dos anéis, aparecendo a latitudes específicas, fez desaparecer a neblina estratosférica, fazendo-a parecer escura em luz refletida, produzindo as bandas escuras captadas nas imagens da Voyager.
Os anéis de Saturno são na maior parte pedaços de água gelada com tamanhos variados, desde grãos microscópicos de poeira até pedregulhos com vários metros de diâmetro. As partículas dos anéis estão capturadas num ato de equilíbrio entre a força da gravidade de Saturno, que quer atraí-las de volta ao planeta, e a sua velocidade orbital, que quer lançá-las para o espaço. Pequenas partículas podem ficar carregadas eletricamente graças à luz ultravioleta do Sol ou por nuvens de plasma que emanam do bombardeamento de micrometeoróides nos anéis. Quando isto acontece, as partículas podem sentir a atração do campo magnético de Saturno, que curva para dentro, em direção ao planeta, nos anéis de Saturno. Em algumas partes dos anéis, uma vez carregadas, o equilíbrio de forças nessas minúsculas partículas muda drasticamente, e a gravidade de Saturno exerce uma atração para as linhas do campo magnético situado na atmosfera superior.
Uma vez aí, as partículas geladas do anel evaporam e a água podem reagir quimicamente com a ionosfera de Saturno. Um resultado dessas reações é um aumento no tempo de vida das partículas carregadas eletricamente, chamadas iões H3+, iões estes compostos por três protões e dois eletrões. Quando energizados pela luz solar, os iões H3+ brilham no infravermelho, o que foi observado pela equipa de O'Donoghue usando instrumentos especiais acoplados ao telescópio Keck em Mauna Kea, Hawaii.
As suas observações revelaram bandas brilhantes nos hemisférios norte e sul de Saturno, onde as linhas do campo magnético que cruzam o plano do anel entram no planeta. Eles analisaram a luz para determinar a quantidade de chuva do anel e os seus efeitos na ionosfera de Saturno. Descobriram que a quantidade de chuva combina notavelmente bem com os valores surpreendentemente altos, derivados mais de três décadas antes por Connerney e colegas, com uma região no sul recebendo a maior parte.
A equipa também descobriu uma banda brilhante numa latitude mais alta no hemisfério sul. É aqui que o campo magnético de Saturno cruza a órbita de Encélado, uma lua geologicamente ativa que está a atirar geiseres de água gelada para o espaço, indicando que algumas dessas partículas estão também a chover em Saturno. "Não foi uma surpresa completa," disse Connerney. "Nós identificámos Encélado e o anel-E como uma fonte abundante de água, com base numa outra faixa estreita e escura naquela imagem antiga da Voyager." Pensa-se que os geiseres, observados pela primeira vez por instrumentos da Cassini em 2005, são provenientes de um oceano de água líquida por baixo da superfície gelada da pequena lua. A sua atividade geológica e oceano fazem de Encélado um dos lugares mais promissores para a busca por vida extraterrestre.
A equipa gostaria de ver como a chuva do anel muda com as estações em Saturno. À medida que o planeta viaja na sua órbita de 29,4 anos, os anéis são expostos ao Sol a diferentes graus. Como a luz ultravioleta do Sol carrega os grãos de gelo e fá-los reagir ao campo magnético de Saturno, a variação da exposição à luz solar deve alterar a quantidade de chuva do anel.
Uma impressão de artista do aspeto de Saturno daqui a cem milhões de anos. Os anéis interiores "chovem" primeiro para o planeta, seguidos dos mais exteriores, a um ritmo mais lento.
Crédito: NASA/Cassini/James O'Donoghue
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As luas Encélado e Pandora vagueiam perto dos anéis, nesta imagem captada pela Cassini no dia 1 de novembro de 2009. A cena é iluminada pelo Sol, fornecendo luz para as partículas geladas que compõem tantos os anéis como os jatos emanados do polo sul de Encélado, com mais ou menos 505 km de diâmetro. Pandora, com 84 km, estava no lado oposto dos anéis. A imagem também mostra o lado noturno de Pandora, que é iluminado pela ténue luz dourada refletida por Saturno.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
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