Cientistas recorreram ao Telescópio Espacial Hubble da NASA para procurar evidências de um fenómeno e encontraram outro bem diferente.

A equipa de investigação estudou as quatro maiores luas do gigante gelado Úrano, o sétimo planeta a contar do Sol, procurando sinais de interações entre a sua magnetosfera e as superfícies das luas (a magnetosfera é uma região em torno de um corpo celeste onde as partículas com carga elétrica são afetadas pelo campo magnético do objeto astronómico).

Em particular, a equipa previu que, com base nas interações com a magnetosfera de Úrano, os lados "dianteiros" destas luas com acoplamento de maré, ou seja, que têm sempre o mesmo lado voltado para o planeta, seriam mais brilhantes do que os lados "traseiros", sempre virados para o lado oposto. Isto dever-se-ia ao escurecimento da radiação dos seus lados ocultos [para o planeta] por partículas carregadas, tais como eletrões presos na magnetosfera de Úrano.

Em vez disso, não encontraram evidências de escurecimento nos hemisférios traseiros das luas, e evidências claras de escurecimento dos lados dianteiros das luas exteriores. Isto surpreendeu a equipa e indica que a magnetosfera de Úrano pode não interagir muito com as suas grandes luas, contrariando os dados existentes recolhidos nos comprimentos de onda do infravermelho próximo.

A nítida visão ultravioleta e as capacidades espetroscópicas do Hubble foram fundamentais para permitir à equipa investigar as condições da superfície destas luas e revelar a surpreendente descoberta, apresentada no passado dia 10 de junho na 246.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana, em Anchorage, Alasca.

O complicado ambiente magnético do "estranho" Úrano

As quatro luas deste estudo - Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon - sofrem acoplamento de maré, de modo que mostram sempre o mesmo lado para o planeta Úrano. A ideia era que as partículas carregadas presas ao longo das linhas do campo magnético atingissem principalmente o lado oculto de cada lua, o que escureceria esse hemisfério.

"Úrano é esquisito, por isso sempre foi incerto o quanto o campo magnético interage com os seus satélites", explicou o investigador principal Richard Cartwright do JHUAPL (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory). "Para começar, tem uma inclinação de 98 graus em relação à eclíptica".

Isto significa que Úrano está dramaticamente inclinado em relação ao plano orbital dos planetas. Úrano viaja muito lentamente à volta do Sol, de lado, à medida que completa a sua órbita de 84 anos terrestres.

"Aquando do 'flyby' da Voyager 2, a magnetosfera de Úrano estava inclinada cerca de 59 graus em relação ao plano orbital dos satélites. Por isso, há uma inclinação adicional do campo magnético", explicou Cartwright.

Como Úrano e as suas linhas de campo magnético giram mais depressa do que as suas luas orbitam o planeta, passam constantemente por elas. Se a magnetosfera de Úrano interagir com as suas luas, as partículas carregadas deverão atingir preferencialmente a superfície dos hemisférios traseiros.

Estas partículas carregadas, bem como os raios cósmicos da nossa Galáxia, devem escurecer os hemisférios traseiros de Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon e possivelmente gerar o dióxido de carbono detetado nestas luas. A equipa esperava que, especialmente no caso das luas interiores Ariel e Umbriel, estes hemisférios fossem mais escuros do que os lados dianteiros nos comprimentos de onda do ultravioleta e no visível.

Mas não foi isso que descobriram. Ao que parece, os hemisférios dianteiro e traseiro de Ariel e Umbriel são de facto muito semelhantes em termos de brilho. No entanto, os investigadores observaram uma diferença entre os hemisférios das duas luas exteriores, Titânia e Oberon - não as luas que esperavam.

Como insetos num para-brisas

Ainda mais estranho é o facto de a diferença de brilho ser o oposto do que esperavam. As duas luas exteriores têm hemisférios dianteiros mais escuros e mais vermelhos do que os hemisférios traseiros. A equipa pensa que a poeira de alguns dos satélites irregulares de Úrano está a cobrir os lados dianteiros de Titânia e Oberon.

Os satélites irregulares são corpos naturais que têm órbitas grandes, excêntricas e inclinadas em relação ao plano equatorial do seu planeta. Micrometeoritos estão constantemente a atingir as superfícies dos satélites irregulares de Úrano, libertando pequenos pedaços de material para órbita do planeta.

Ao longo de milhões de anos, este material poeirento move-se para dentro em direção a Úrano e eventualmente atravessa as órbitas de Titânia e de Oberon. Estas luas exteriores varrem a poeira e apanham-na principalmente nos seus hemisférios dianteiros, que estão virados para o planeta. É como os insetos que batem no para-brisas do carro quando se conduz numa autoestrada.

Este material faz com que Titânia e Oberon tenham hemisférios dianteiros mais escuros e mais avermelhados. Estas luas exteriores protegem efetivamente as luas interiores Ariel e Umbriel da poeira, razão pela qual os hemisférios das luas interiores não mostram uma diferença de brilho.

"Vemos a mesma coisa a acontecer no sistema de Saturno e provavelmente também no sistema de Júpiter", disse o coinvestigador Bryan Holler do STScI (Space Telescope Science Institute). "Esta é uma das primeiras evidências que vemos de uma troca de material semelhante entre os satélites uranianos".

"E isso apoia uma explicação diferente", disse Cartwright. "É a recolha de poeira. Eu nem sequer esperava entrar nessa hipótese, mas os dados surpreendem-nos sempre".

Com base nestas descobertas, Cartwright e a sua equipa suspeitam que a magnetosfera de Úrano pode ser bastante tranquila, ou pode ser mais complicada do que se pensava anteriormente. Talvez estejam a ocorrer interações entre as luas de Úrano e a magnetosfera, mas por alguma razão, não estão a causar assimetria nos hemisférios como os investigadores suspeitavam. A resposta exigirá mais investigação sobre o enigmático Úrano, a sua magnetosfera e as suas luas.

// STScI (comunicado de imprensa)

Quer saber mais?

Úrano:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia
Magnetosfera de Úrano (Wikipedia)

Ariel:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Umbriel:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Titânia:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Oberon:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
STScI
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST
Wikipedia