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Saturno está perdendo seus anéis aceleradamente

Os fragmentos de gelo que compõem a estrutura estão caindo sob a superfície do planeta como uma chuva

NASA/Cassini/James O`Donoghue
Impressão de um artista de como Saturno pode ficar em cem milhões de anos. Os anéis mais internos desapareceriam à medida que caem no planeta, muito lentamente, seguidos pelos anéis externos

Uma nova pesquisa da Nasa confirma que Saturno está perdendo seus icônicos anéis seguindo a taxa máxima mais elevada, de acordo com cálculos feitos  a partir de observações das sondas Voyager 1 e Voyager 2, décadas atrás. Os anéis estão sendo puxados para dentro de Saturno pela gravidade como uma chuva de poeira de partículas de gelo, sob a influência do campo magnético de Saturno.

“Estimamos que esta `chuva de anéis` é capaz de drenar dos anéis de Saturno uma quantidade de produtos de água que poderia encher uma piscina olímpica em meia hora", disse James O`Donoghue, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. “Só isso poderia fazer todo o sistema de anéis desaparecer em 300 milhões de anos. Mas é preciso acrescentar o material de anel que foi detectado caindo no equador de Saturno pela nave espacial Cassini. Os anéis têm menos de 100 milhões de anos de vida. Isso é um período relativamente curto em comparação com a idade de Saturno, de mais de 4 bilhões de anos”. O`Donoghue é o autor principal de um estudo sobre a chuva dos anéis de Saturno que aparece na revista Icarus, em 17 de dezembro.

Os cientistas há muito se perguntam se Saturno se formou junto com os anéis ou se o planeta os adquiriu mais tarde. A nova pesquisa favorece o último cenário, indicando que é improvável que eles 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 estarmos próximos para poder observar os anéis de Saturno, que parecem estar na metade da sua vida. No entanto, se os anéis são temporários, talvez tenhamos perdido [a chance de ver] os sistemas de anéis gigantes de Júpiter, Urano e Netuno, que têm apenas anéis finos hoje!” acrescenta O`Donoghue.

Várias teorias foram propostas para a origem dos anéis. Se o planeta os tiver obtido mais tarde, eles podem ter se formado quando pequenas luas geladas que orbitavam ao redor de Saturno colidiram, talvez porque suas órbitas tenham sido perturbadas por um puxão gravitacional de um asteróide ou cometa que passava.

Os primeiros indícios da existência dessas chuvas provenientes dos anéis vieram das observações da Voyager de fenômenos aparentemente não relacionados: variações peculiares na atmosfera superior eletricamente carregada de Saturno (ionosfera), variações de densidade nos anéis de Saturno e um trio de faixas escuras estreitas circundando o planeta nas latitudes médias do norte. Estas bandas escuras apareceram nas imagens da nebulosa atmosfera superior de Saturno (estratosfera), feita pela missão Voyager 2 da NASA em 1981.

Em 1986, Jack Connerney, da NASA, publicou um artigo na revista Geophysical Research Letters que ligava essas estreitas faixas escuras à forma do enorme campo magnético de Saturno, propondo que as partículas de gelo eletricamente carregadas dos anéis de Saturno fluíam por linhas invisíveis de campo magnético, despejando água na Atmosfera superior de Saturno, de onde essas linhas emergiam. O influxo de água dos anéis, que aparece em latitudes específicas, lavou a névoa estratosférica, fazendo-a parecer escura sob a luz refletida, produzindo as faixas escuras estreitas que foram capturadas pelas imagens do Voyager.

Os anéis de Saturno são, na maior parte, pedaços de gelo que variam em tamanho, indo desde grãos de poeira microscópicos até pedregulhos de vários metros de diâmetro. As partículas do anel se mantém aprisionadas devido ao equilíbrio entre a força da gravidade de Saturno, que quer atraí-las de volta ao planeta, e sua velocidade orbital, que tende a lançá-las em direção ao espaço. Pequenas partículas podem ser eletricamente carregadas pela luz ultravioleta do Sol ou por nuvens de plasma que emanam do bombardeamento de micrometeoroides dos anéis. Quando isso acontece, as partículas podem sentir a atração do campo magnético de Saturno, que se curva para dentro em direção ao planeta nos anéis de Saturno. Em algumas partes dos anéis, o equilíbrio de forças sobre essas minúsculas partículas muda drasticamente quando elas são carregadas, e a gravidade de Saturno os atrai ao longo das linhas do campo magnético para a atmosfera superior.

Uma vez lá, as partículas do anel gelado evaporam e a água pode reagir quimicamente com a ionosfera de Saturno. O resultado dessas reações é um aumento no tempo de vida das partículas carregadas eletricamente chamadas íons H3 +, que são compostos por três prótons e dois elétrons. Quando energizados pela luz solar, os íons H3 + brilham na luz infravermelha, o que foi observado pela equipe de O`Donoghue usando instrumentos especiais ligados ao telescópio Keck em Mauna Kea, Havaí.

As 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 que cai do anel e seus efeitos na ionosfera de Saturno, e descobriram que a quantidade de chuva combina notavelmente bem com os valores surpreendentemente altos, obtidos há mais de três décadas por Connerney e seus colegas, com uma região no Sul recebendo a maior parte dela.

A equipe também descobriu uma banda brilhante em uma latitude mais alta, no hemisfério Sul. É lá que o campo magnético de Saturno cruza a órbita de Encélado, uma lua geologicamente ativa cujos gêiseres jogam gelo no espaço. Há indicações de que algumas dessas partículas estão caindo também em Saturno. “Isso não foi uma surpresa completa”, disse Connerney. “Nós identificamos Encélado e o Anel E como fontes abundantes de água, com base em outra faixa escura e estreita na antiga imagem da Voyager.” Acredita-se que os gêiseres, observados pela primeira vez pelos instrumentos da Cassini em 2005, sejam provenientes de um oceano de água líquida que está sob a superfície congelada da pequena lua. Sua atividade geológica e oceano aquático fazem de Enceladus um dos lugares mais promissores para a busca de vida extraterrestre.

A equipe gostaria de ver como a chuva de anéis muda com as estações do ano em Saturno. À medida que o planeta avança em sua órbita de 29,4 anos, os anéis são expostos ao Sol em graus variados. Como a luz ultravioleta do Sol carrega os grãos de gelo e os faz reagir ao campo magnético de Saturno, a variação da exposição à luz do Sol deve alterar a quantidade de chuva do anel.

Centro de Vôos Espaciais Goddard da NASA

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