{"id":5139,"date":"2022-06-03T06:18:58","date_gmt":"2022-06-03T05:18:58","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=5139"},"modified":"2022-06-03T06:18:59","modified_gmt":"2022-06-03T05:18:59","slug":"telescopios-ajudam-a-explicar-porque-urano-e-neptuno-tem-cores-diferentes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2022\/06\/03\/telescopios-ajudam-a-explicar-porque-urano-e-neptuno-tem-cores-diferentes\/","title":{"rendered":"Telesc\u00f3pios ajudam a explicar porque \u00darano e Neptuno t\u00eam cores diferentes"},"content":{"rendered":"\n

Os astr\u00f3nomos pensam agora saber porque \u00e9 que \u00darano e Neptuno t\u00eam cores diferentes. Usando observa\u00e7\u00f5es do Telesc\u00f3pio Espacial Hubble da NASA\/ESA, bem como do telesc\u00f3pio Gemini North e do IRTF (Infrared Telescope Facility) da NASA, os investigadores desenvolveram um modelo atmosf\u00e9rico \u00fanico que corresponde \u00e0s observa\u00e7\u00f5es de ambos os planetas. O modelo revela que o excesso de neblina em \u00darano acumula-se na atmosfera estagnada e “pregui\u00e7osa” e faz com que pare\u00e7a ter um tom mais leve do que Neptuno.<\/p>\n\n\n

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Esquerda: imagem, pelo Hubble, a 25 de outubro de 2021, de \u00darano que mostra o brilhante “cap\u00f4” polar no norte do planeta. Direita: imagem Hubble, obtida dia 7 de setembro de 2021, de Neptuno que apresenta a mancha escura do planeta e o hemisf\u00e9rio norte escurecido.
Cr\u00e9dito: NASA, ESA, A. Simon (Centro de Voo Espacial Goddard) e M. H. Wong (Universidade da Calif\u00f3rnia, Berkeley) e equipa OPAL<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Neptuno e \u00darano t\u00eam muito em comum – t\u00eam massas, tamanhos e composi\u00e7\u00f5es atmosf\u00e9ricas semelhantes – mas as suas apar\u00eancias s\u00e3o notavelmente diferentes. Em comprimentos de onda vis\u00edveis, Neptuno tem um tom azul rico e profundo, enquanto \u00darano tem um tom ciano nitidamente p\u00e1lido. Os astr\u00f3nomos t\u00eam agora uma explica\u00e7\u00e3o para o facto de os dois planetas terem cores diferentes.<\/p>\n\n\n\n

Novas investiga\u00e7\u00f5es sugerem que uma camada de neblina concentrada, presente em ambos os planetas, \u00e9 mais espessa em \u00darano do que em Neptuno e, portanto, “branqueia” a apar\u00eancia de \u00darano mais do que a de Neptuno. Se n\u00e3o houvesse n\u00e9voa nas atmosferas de Neptuno e \u00darano, ambos seriam quase igualmente azuis como resultado da luz azul espalhada nas suas atmosferas (as cores vermelhas da luz do Sol, espalhadas pela neblina e pelas mol\u00e9culas de ar, s\u00e3o mais absorvidas pelas mol\u00e9culas de metano nas atmosferas dos planetas. Este processo – conhecido como dispers\u00e3o de Rayleigh – \u00e9 o que torna o c\u00e9u azul aqui na Terra, embora na nossa atmosfera a luz solar seja na sua maioria dispersa por mol\u00e9culas de azoto em vez de mol\u00e9culas de hidrog\u00e9nio. A dispers\u00e3o de Rayleigh ocorre predominantemente em comprimentos de onda mais curtos e azuis).<\/p>\n\n\n\n

Esta conclus\u00e3o prov\u00e9m de um modelo que uma equipa internacional liderada por Patrick Irwin, professor de f\u00edsica planet\u00e1ria na Universidade de Oxford, desenvolveu para descrever as camadas de aerossol nas atmosferas de Neptuno e \u00darano. Investiga\u00e7\u00f5es anteriores das atmosferas superiores destes planetas focaram-se na apar\u00eancia da atmosfera apenas em comprimentos de onda espec\u00edficos. No entanto, este novo modelo consiste em m\u00faltiplas camadas atmosf\u00e9ricas e corresponde a observa\u00e7\u00f5es de ambos os planetas atrav\u00e9s de uma vasta gama de comprimentos de onda. O novo modelo tamb\u00e9m inclui part\u00edculas de neblina dentro de camadas mais profundas que anteriormente se pensava conterem apenas nuvens geladas de metano e sulfureto de hidrog\u00e9nio.<\/p>\n\n\n\n

“Este \u00e9 o primeiro modelo a encaixar simultaneamente observa\u00e7\u00f5es da luz solar refletida em comprimentos de onda que v\u00e3o desde o ultravioleta ao infravermelho pr\u00f3ximo,” explicou Irwin, que \u00e9 o autor principal de um artigo que apresenta este resultado na revista Journal of Geophysical Research: Planets. “\u00c9 tamb\u00e9m o primeiro a explicar a diferen\u00e7a vis\u00edvel de cor entre \u00darano e Neptuno.”<\/p>\n\n\n\n

O modelo da equipa consiste em tr\u00eas camadas de aeross\u00f3is a diferentes alturas. A camada chave que afeta as cores \u00e9 a camada interm\u00e9dia, que \u00e9 uma camada de part\u00edculas de n\u00e9voa (referida no artigo como a camada Aerosol-2) que \u00e9 mais espessa em \u00darano do que em Neptuno. A equipa suspeita que, em ambos os planetas, o metano gelado condensa-se nas part\u00edculas desta camada, puxando as part\u00edculas mais para dentro da atmosfera numa chuva de neve de metano. Dado que Neptuno tem uma atmosfera mais ativa e turbulenta do que \u00darano, a equipa pensa que a atmosfera de Neptuno \u00e9 mais eficiente a agitar as part\u00edculas de metano para a camada de neblina e a produzir esta neve. Isto remove mais da n\u00e9voa e mant\u00e9m a camada de n\u00e9voa de Neptuno mais fina do que em \u00darano, com o resultado de que a cor azul de Neptuno parece mais forte.<\/p>\n\n\n

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Este diagrama mostra tr\u00eas camadas de aeross\u00f3is nas atmosferas de \u00darano e Neptuno, tal como modelado por uma equipa de cientistas. A escala de altura no diagrama representa a press\u00e3o acima de 10 bar.
A camada mais profunda (a camada Aerosol-1) \u00e9 espessa e composta por uma mistura de gelos de sulfureto de hidrog\u00e9nio e part\u00edculas produzidas pela intera\u00e7\u00e3o das atmosferas dos planetas com a luz solar.
A camada chave que afeta as cores \u00e9 a camada interm\u00e9dia, que \u00e9 uma camada de part\u00edculas de n\u00e9voa (referida no artigo cient\u00edfico como a camada de Aerosol-2) que \u00e9 mais espessa em \u00darano do que em Neptuno. A equipa suspeita que, em ambos os planetas, o gelo de metano condensa-se nas part\u00edculas desta camada, puxando as part\u00edculas mais para dentro da atmosfera numa chuva de neve de metano. Como Neptuno tem uma atmosfera mais ativa e turbulenta do que \u00darano, a equipa pensa que a atmosfera de Neptuno \u00e9 mais eficiente a agitar as part\u00edculas de metano para a camada de neblina e a produzir esta neve. Isto remove mais da n\u00e9voa e mant\u00e9m a camada de n\u00e9voa de Neptuno mais fina do que em \u00darano, o que significa que a cor azul de Neptuno parece mais forte.
Acima destas duas camadas est\u00e1 uma camada estendida de neblina (a camada Aerosol-3) semelhante \u00e0 camada abaixo, mas mais t\u00e9nue. Em Neptuno, grandes part\u00edculas de metano gelado tamb\u00e9m se formam acima desta camada.
Cr\u00e9dito: Observat\u00f3rio Gemini\/NOIRLab\/NSF\/AURA, J. da Silva\/NASA\/JPL-Caltech\/B. J\u00f3nsson<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

“N\u00f3s esper\u00e1vamos que o desenvolvimento deste modelo nos ajudasse a compreender as nuvens e n\u00e9voas nas atmosferas dos gigantes gelados,” comentou Mike Wong, astr\u00f3nomo na Universidade da Calif\u00f3rnia, Berkeley e membro da equipa que est\u00e1 por detr\u00e1s deste resultado. “A explica\u00e7\u00e3o da diferen\u00e7a de cor entre \u00darano e Neptuno foi um b\u00f3nus inesperado!”<\/p>\n\n\n\n

Para criar este modelo, a equipa de Irwin analisou dados de arquivo do Telesc\u00f3pio Espacial Hubble da NASA\/ESA abrangendo v\u00e1rios anos. Estes dados espectrogr\u00e1ficos foram obtidos com o STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) do Hubble, cobrindo uma vasta gama de comprimentos de onda desde o ultravioleta at\u00e9 ao vis\u00edvel e infravermelho (0,3-1,0 micr\u00f3metros). Foram complementados com dados de telesc\u00f3pios terrestres: um conjunto de novas observa\u00e7\u00f5es pelo Telesc\u00f3pio Gemini North e dados de arquivo do IRTF (Infrared Telescope Facility) da NASA, ambos localizados no Hawaii.<\/p>\n\n\n\n

A equipa n\u00e3o s\u00f3 examinou os espectros dos planetas, como tamb\u00e9m fez uso de algumas das muitas imagens que o Hubble obteve dos dois planetas com o seu instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3). O Hubble fornece excelentes vistas das distintas tempestades atmosf\u00e9ricas partilhadas pelos dois planetas conhecidas como “manchas escuras”, que os astr\u00f3nomos conhecem h\u00e1 muitos anos. N\u00e3o se sabia exatamente que camadas atmosf\u00e9ricas eram perturbadas pelas manchas escuras para as tornar vis\u00edveis ao Hubble. O modelo produzido pela equipa explica o que d\u00e1 uma apar\u00eancia escura \u00e0s manchas e porque s\u00e3o mais facilmente detet\u00e1veis em \u00darano em compara\u00e7\u00e3o com Neptuno.<\/p>\n\n\n\n

Os autores pensavam que um escurecimento dos aeross\u00f3is na camada mais profunda do seu modelo produziria manchas escuras semelhantes \u00e0s vistas em Neptuno e talvez em \u00darano. Com as imagens detalhadas do Hubble, puderam verificar e confirmar as suas hip\u00f3teses. De facto, as imagens simuladas baseadas neste modelo combinam de perto com as imagens WFC3 de ambos os planetas, produzindo manchas escuras vis\u00edveis nos mesmos comprimentos de onda. Pensa-se que a mesma neblina espessa na camada de Aerossol-2 em \u00darano, que provoca a sua cor azul mais clara, tamb\u00e9m obscurece estas manchas escuras com mais frequ\u00eancia do que em Neptuno.<\/p>\n\n\n\n

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