DADOS DA CASSINI MOSTRAM QUE ANÉIS DE SATURNO SÃO RELATIVAMENTE JOVENS 22 de janeiro de 2019
Impressão de artista da sonda Cassini a atravessar o plano dos anéis de Saturno. Novas medições da massa dos anéis dão aos cientistas a melhor resposta, até agora, da sua idade.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
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Os anéis de Saturno podem ser icónicos, mas nem sempre este majestoso gigante de gás teve o seu incrível halo. De facto, de acordo com uma nova análise de dados obtidos pela sonda Cassini da NASA, os anéis podem ter sido formados muito depois do próprio planeta.
Os achados indicam que os anéis de Saturno se formaram há 10-100 milhões de anos. Do ponto de vista do nosso planeta, isso significa que os anéis de Saturno podem ter-se formado durante a era dos dinossauros.
As conclusões da investigação - a partir de medições recolhidas durante as órbitas finais e ultrapróximas que a Cassini realizou em 2017, quando se aproximava do fim da sua missão, são a melhor resposta até agora para uma questão de longa data na ciência do Sistema Solar. Os achados foram publicados na edição online de 17 de janeiro da Science.
Saturno foi formado há 4,5 mil milhões de anos, nos primeiros tempos do nosso Sistema Solar. Existem pistas de que o seu sistema de anéis é, em comparação, muito jovem. Mas quando, exatamente, é que foram formados?
Para descobrir a idade dos anéis, os cientistas precisavam medir outra coisa: a massa dos anéis, ou quanto material contêm. Os investigadores possuíam medições remotas tanto da Cassini como de ambas as Voyager no início da década de 1980. No entanto, perto do final da sua missão, a Cassini realizou 22 órbitas ultrapróximas entre o planeta e os anéis, recolhendo dados sem precedentes.
Estes mergulhos permitiram que a sonda "caísse" no campo de gravidade de Saturno, onde podia sentir a atração do planeta e dos anéis. Os sinais de rádio enviados até à Cassini pelas antenas da DSN (Deep Space Network) da NASA e pelas antenas da ESA forneceram dados sobre a velocidade e aceleração da sonda.
Assim que os cientistas souberam a força gravitacional que puxava a Cassini, fazendo com que acelerasse - até uma fração de milímetro por segundo - puderam determinar quão massivo o planeta é quão massivos são os seus anéis.
"Só a esta pequeníssima distância a Saturno, nas órbitas finais da Cassini, fomos capazes de reunir as medições necessárias para fazer as novas descobertas," disse Luciano Iess, autor principal do artigo e membro da equipa de rádio da Cassini e da Universidade Sapienza de Roma. "E, com este trabalho, a missão Cassini cumpre um objetivo fundamental: não só determinou a massa dos anéis, como usou a informação para refinar modelos e para determinar a idade dos anéis."
O artigo de Iess baseia-se numa relação que os cientistas fizeram anteriormente entre a massa dos anéis e a sua idade. Uma massa mais baixa aponta para uma idade mais jovem porque os anéis, brilhantes e constituídos principalmente por gelo, teriam sido contaminados e escurecidos por detritos interplanetários durante um período mais longo. Com um cálculo mais preciso da massa dos anéis, os cientistas conseguiram estimar melhor a idade dos anéis.
Os cientistas vão continuar a trabalhar para descobrir como os anéis se formaram. As novas evidências de anéis jovens dão credibilidade às teorias que dizem que se formaram a partir de um cometa que passou demasiado perto e foi dilacerado pela gravidade de Saturno - ou por um evento que fragmentou uma geração anterior de luas geladas.
A grande profundidade das camadas giratórias
Do ponto de vista superpróximo da Cassini, embebida no campo gravitacional de Saturno, a espaçonave transmitiu medições que levaram os cientistas ainda a outra descoberta surpreendente.
Há muito que sabemos que a atmosfera equatorial de Saturno gira em torno do planeta mais rapidamente do que as suas camadas internas e que o seu núcleo. Imagine um conjunto de cilindros aninhados, girando a velocidades diferentes. Eventualmente, mais para o centro do planeta, as camadas movem-se em sincronia e giram juntas.
A atmosfera de Júpiter também tem este comportamento. Mas os novos achados mostram que as camadas de Saturno começam a girar em sincronia a uma profundidade muito maior - pelo menos 9000 km: três vezes mais do que o mesmo fenómeno em Júpiter. É uma profundidade que equivale a 15% do raio total de Saturno.
"A descoberta de camadas profundas rotativas é uma revelação surpreendente sobre a estrutura interna do planeta," disse Link Spilker, cientista do projeto Cassini no JPL. "O que faz com que a parte mais rápida da atmosfera alcance tamanha profundidade, e o que é que isso nos diz sobre o interior de Saturno?"
Ao mesmo tempo, as medições da gravidade de Saturno resolveram ainda outro mistério: a massa do núcleo. Os modelos do interior, desenvolvidos por Burkhard Militzer, professor da Universidade da Califórnia em Berkeley e coautor do artigo, indicam que tem entre 15 e 18 vezes a massa da Terra.
A missão da Cassini terminou em setembro de 2017, quando já se encontrava com pouco combustível. Mergulhou deliberadamente na atmosfera de Saturno para proteger as luas do planeta. Ao longo dos próximos meses serão publicados mais artigos científicos das órbitas finais, conhecidas como Grande Final.
O interior de Saturno é composto por três camadas distintas: um núcleo rochoso constituído por elementos pesados, rodeado por hidrogénio metálico líquido e por uma camada espessa de hidrogénio molecular gasoso (H2).
Crédito: NASA/JPL-Caltech
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