gov-civil-vilareal.ptO brilho quente dos anéis ao redor de Urano
>Todos os quatro planetas gigantes do nosso sistema solar têm anéis. Os de Saturno são óbvios, os de Júpiter são incrivelmente finos e, embora Netuno tenha anéis, um deles tem regiões brilhantes que formam arcos mais óbvios, cuja causa é desconhecida.
Urano também tem anéis. Observações do solo e de espaçonaves determinaram que há pelo menos dez anéis estreitos feitos de partículas de gelo e também três anéis mais largos e empoeirados. Os anéis de Urano são escuros na luz visível, o que significa que não refletem muita luz solar, o que os torna difíceis de ver da Terra.
Mas uma coisa divertida sobre coisas escuras que absorvem a luz do sol é que elas têm mais quente . Uma regra fundamental da física é que qualquer coisa acima de uma temperatura de zero absoluto emite luz, e o comprimento de onda (cor) onde ela emite a maior parte de sua energia muda com a temperatura. Portanto, embora os anéis de Urano não reflitam muita luz solar, eles são quentes o suficiente para emitir luz. Seria muito além do que nossos olhos podem ver, no infravermelho distante (às vezes chamado de infravermelho térmico) e comprimentos de onda ainda mais longos, como na faixa dos milímetros.
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Recentemente, astrônomos observaram Urano nesses comprimentos de onda usando o Very Large Telescope (sensível a infravermelho térmico) e o ALMA, o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array, ambos no Chile. O objetivo das observações era olhar para a atmosfera do planeta gigante, mas para sua surpresa um dos anéis era brilhante o suficiente para ser facilmente detectado nas imagens !
As observações de Urano e seus anéis em diferentes comprimentos de onda (da esquerda para a direita 3,1 milímetros, 2,1 mm, 1,3 mm e 18,8 mícrons (infravermelho térmico) mostram que o anel épsilon emite luz. Urano é muito brilhante e foi mascarado para maior clareza. Crédito : Molter, et al.
O anel brilhante que você pode ver nessas imagens é o anel ε (épsilon), o mais brilhante de todos eles. Embora não sejam visíveis a olho nu, vários outros anéis também são detectados nas imagens (eles aparecem se você coletar toda a luz dos anéis elípticos (anéis) ao redor de Urano nas distâncias corretas e adicionar toda a luz). Esta é a primeira vez que os anéis foram vistos na luz térmica emitida; observações anteriores sempre os mostram refletindo a luz do sol.
O legal disso - literalmente - é que isso significa que a temperatura das partículas do anel pode ser medida (já que, novamente, a maneira como os objetos emitem luz depende da temperatura). Os astrônomos descobriram que as partículas do anel têm uma temperatura de 77 Kelvins - que é cerca de -200 ° C, em torno da temperatura que o nitrogênio se condensa de um gás para um líquido. Então, sim, estamos falando de frio aqui ... mas ainda assim, é mais quente do que você esperaria para o gelo à distância de Urano do Sol, mesmo que as partículas sejam escuras.
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Imagem composta de Urano e seus anéis em comprimentos de onda milimétricos mostra os anéis emitindo luz devido à sua temperatura quente de 77K. Crédito: Edward Molter e Imke de Pater
A razão para isso depende de algumas coisas, incluindo quão bem as partículas derramam calor (o que é chamado inércia térmica ) e com que rapidez as partículas individuais giram. A primeira parte pode fazer sentido intuitivo para você; alguns objetos do dia-a-dia retêm melhor o calor do que outros. Uma forma de bolo de vidro permanece quente por mais tempo do que uma de metal depois que você a tira do forno, por exemplo. Isso significa que o vidro tem uma inércia térmica mais alta do que o metal, por isso leva mais tempo para esfriar (na verdade é mais complicado do que isso, porque as coisas na sua cozinha esfriam por condução, aquecendo o ar que está em contato com elas, enquanto as coisas no espaço têm irradiar esse calor como luz, um processo muito menos eficiente).
A outra parte, sobre spin, é um pouco mais estranha. O que está acontecendo é que uma partícula do anel está situada na luz do sol, então metade dela fica um pouco mais quente do que a metade voltada para o lado oposto do sol. Se a partícula gira rapidamente, qualquer parte de sua superfície não tem muito tempo para irradiar esse calor antes de ser aquecida novamente enquanto gira de volta para a luz do sol. A partícula inteira está aproximadamente na mesma temperatura. Se girar lentamente, no entanto, o lado voltado para o Sol é muito mais quente do que o lado escuro, que tem tempo para irradiar calor e, portanto, esfriar.
As observações dos anéis indicam que os lados iluminados pelo sol e escuros das partículas do anel estão em temperaturas diferentes, então ou eles giram lentamente ou têm uma baixa inércia térmica. Eu sei que isso pode parecer esotérico, mas são evidências como essa que ajudam os cientistas a construir uma imagem do que está acontecendo nesses anéis; podemos descobrir do que são feitas as partículas do anel e como elas reagem ao ambiente.
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Por falar nisso, os novos resultados também indicam que não há muita poeira entre os anéis. As novas observações não são sensíveis a poeira como essa, mas correspondem a outras observações que está . Se houvesse poeira lá, as observações seriam diferentes.
Isso também implica que no anel ε as partículas são bastante grandes, nenhuma menor do que cerca de um centímetro de diâmetro (digamos, do tamanho de uma uva ou de uma bola de golfe). Isso é muito diferente dos anéis de Saturno, onde coisas tão pequenas quanto um mícron (um milionésimo de um metro; um cabelo humano tem cerca de 100 mícrons de largura) é comum. As partículas nos anéis de Urano são muito maiores do que isso, o que implica que têm uma origem diferente (ou, mais provavelmente, uma história diferente) dos anéis de Saturno. Talvez eles não se misturem tanto ou talvez pequenas partículas sejam explodidas por algum mecanismo que atua no ambiente de Urano.
Isso não está claro, então é mais um mistério a ser resolvido. Existem muitas coisas realmente básicas que ainda não sabemos sobre os planetas externos, e observações como esta ajudam. Seria ainda melhor ter uma grande missão tipo Cassini para Urano e / ou Netuno, algo que poderia passar alguns anos lá para realmente dar uma boa olhada ao redor. Existem algumas ideias sendo ponderadas pela NASA , mas ainda estamos longe de ver uma missão real vir deles.
Espero que isso mude em breve. Urano e Netuno são os únicos planetas do sistema solar que nunca foram orbitados (se você gosta de pensar em Plutão como um planeta, também não o fez, mas A New Horizons obteve toneladas de imagens em alta resolução , onde as imagens de Urano e Netuno da Voyager 2 não são tão nítidos). Ainda há muito o que aprender sobre os dois.
