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Os anéis de Saturno estão vibrando

Os movimentos prometem novas pistas sobre a natureza do interior do planeta

Nasa
Cientistas qualificam os anéis de Saturno como um sismógrafo, que reflete alterações no interior do planeta
Por Ken Croswell

 Os aneis de Saturno são tão espetaculares que é possível vê-los até mesmo com um telescópio modesto. Compostos principalmente de gelo, os aneis contêm inúmeras partículas, grandes e pequenas, que orbitam o planeta em um plano horizontal. Há décadas cientistas sabem que o arrasto gravitacional das muitas luas de Saturno deixa padrões nos aneis. Agora eles descobriram um novo escultor de aneis: oscilações do próprio planeta, que prometem pistas sobre o interior do segundo maior planeta do sistema solar.

A descoberta ocorreu durante uma inspeção detalhada dos aneis de Saturno. Do mais externo para o mais interno, os três aneis principais são chamados de A, B e C. Em 1980, quando a sonda Voyager 1 passou pelo planeta, ela encontrou sulcos parecidos com os de discos de vinil em cada um dos aneis. O arrasto gravitacional das luas de Saturno produzem ondas, principalmente no anel A, porque ele é o mais próximo das luas.

Em 1991, Paul Rosen, então na Stanford University, e seus colegas usaram dados da Voyager para descobrir ondas no anel C, o mais próximo do planeta. Apesar de as luas serem responsáveis por algumas dessas ondas, ninguém sabia o que provocava as outras.

Então, em 2004, a sonda Cassini começou a orbitar Saturno, e Matthew Hedman e Philip Nicholson da Cornell University usaram a Cassini para observar estrelas de fundo através do anel C. Ao medir quanta luz estelar diferentes regiões do anel absorvem, os cientistas mapearam seis das misteriosas ondas em detalhes. “Descobrimos que Saturno provavelmente está afetando os aneis da mesma maneira que as luas”, conta Hedman. Como ele e Nicholson relatarão em uma edição futura do The Astronomical Journal, as velocidades padrão das seis ondas ao redor de Saturno se adequam às que deveriam surgir conforme o interior do planeta se movimenta para frente e para trás e altera seu campo gravitacional.

A descoberta agitou outros cientistas planetários. “Isso é incrivelmente importante”, declara Jonathan Fortney da University of California, Santa Cruz. “Abre a possibilidade de usar dados sísmicos para entender a estrutura de um planeta gigante, o que já foi fenomenalmente bem-sucedido para o Sol e a Terra”.

“Os aneis são um sismógrafo”, explica Mark Marley do Centro de Pesquisa Ames da Nasa, que em 1990 recebeu seu doutorado por prever que as oscilações de Saturno afetariam seu anel C. Em seguida, após a descoberta das ondas misteriosas, ele e a cientista planetária Carolyn Porco, então na University of Arizona, propuseram que as oscilações do planeta estavam produzindo essas ondas, com características adequadas às propriedades das seis ondas que a Cassini examinou. De acordo com Marley, a recente descoberta é “uma nova janela para a estrutura interior do planeta”.

“Durante muito tempo não acreditei que esse tipo de sismologia era possível”, confessa David Stevenson do Caltech, que mesmo assim acredita que a descoberta é genuína e aponta que astrônomos franceses recentemente detectaram oscilações em Júpiter. “Talvez estejamos prestes a encontrar uma nova maneira de compreender a estrutura de planetas gigantes”.

As propriedades das ondas indicam que modelos atuais do interior de Saturno devem estar corretos. Mas as ondas também apresentam um desafio. Os cálculos de Marley e Porco sugeriram que cada ondulação nos aneis deveria surgir de um tipo diferente de oscilação dentro de Saturno – mas em vez disso, Hedman e Nicholson encontraram várias ondas resultando do mesmo tipo de oscilação. “Isso não tinha sido previsto”, observa Hedman. “E isso implica que há algo faltando nos modelos”.

Agora que Hedman e Nicholson tiveram sucesso em mapear seis ondas anelares induzidas por Saturno, outros cientistas planetários refinarão seus modelos do interior do planeta. Eles já sabem que Saturno consiste principalmente de hidrogênio e hélio, que envolvem um núcleo de gelo, rocha e ferro, mas o peso exato do núcleo – que se acredita ter entre 10 e 20 massas terrestres – é desconhecido.

Modelos de Saturno carregam implicações para além do sistema solar. “Muitos dos planetas extrassolares que vemos são gigantes gasosos”, lembra Hedman. “Júpiter e Saturno fornecem versões próximas de como são esses gigantes gasosos, então se pudermos compreender bem a estrutura interior deles, devemos ser capazes de melhor compreender outros planetas gigantes também”.

Ninguém sabe se planetas gigantes em outros locais apresentam belos aneis. Astrônomos ainda não conseguem discernir  aneis ao redor de planetas extrassolares, e os outros mundos gigantes do sistema solar – Júpiter, Urano e Netuno – possuem apenas aneis tênues. Essa observação levanta a intrigante possibilidade de que aneis tão espetaculares quanto os de Saturno possam ser raros na Via Láctea, o que faria nosso sistema solar ser um dos poucos a se gabar de uma visão tão espetacular.

sciam15mai2013