{"id":7497,"date":"2024-12-03T07:15:48","date_gmt":"2024-12-03T06:15:48","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7497"},"modified":"2024-12-03T07:15:49","modified_gmt":"2024-12-03T06:15:49","slug":"uma-pista-do-que-esta-por-baixo-das-superficies-insipidas-de-urano-e-neptuno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/12\/03\/uma-pista-do-que-esta-por-baixo-das-superficies-insipidas-de-urano-e-neptuno\/","title":{"rendered":"Uma pista do que est\u00e1 por baixo das superf\u00edcies ins\u00edpidas de \u00darano e Neptuno"},"content":{"rendered":"
\n
\"\"\/<\/a>
Uma vista em “explos\u00e3o” de um planeta gigante gelado como \u00darano ou Neptuno. Uma nova teoria prop\u00f5e que por baixo da densa atmosfera se encontra uma camada rica em \u00e1gua (a azul) que se separou de uma camada mais profunda de carbono, azoto e hidrog\u00e9nio, quente e a alta press\u00e3o (a \u00e2mbar). A press\u00e3o espreme o hidrog\u00e9nio das mol\u00e9culas de metano e amon\u00edaco, criando camadas estratificadas de hidrocarbonetos que n\u00e3o se podem misturar com a camada de \u00e1gua, o que impede a convec\u00e7\u00e3o, convec\u00e7\u00e3o esta que cria um campo magn\u00e9tico dipolar.
Cr\u00e9dito: Quanta Magazine<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Chuva de diamantes? \u00c1gua superi\u00f3nica?<\/p>\n\n\n\n

Estas s\u00e3o apenas duas propostas que os cientistas planet\u00e1rios apresentaram para o que se encontra por baixo das espessas atmosferas azuladas de hidrog\u00e9nio e h\u00e9lio de \u00darano e Neptuno, gigantes gelados do nosso Sistema Solar, mas superficialmente ins\u00edpidos.<\/p>\n\n\n\n

Um cientista planet\u00e1rio da Universidade da Calif\u00f3rnia, em Berkeley, EUA, prop\u00f5e agora uma teoria alternativa – que os interiores destes dois planetas s\u00e3o constitu\u00eddos por camadas e que as duas camadas, tal como o azeite e a \u00e1gua, n\u00e3o se misturam. Esta configura\u00e7\u00e3o explica perfeitamente os invulgares campos magn\u00e9ticos dos planetas e implica que as teorias pr\u00e9vias acerca dos interiores provavelmente n\u00e3o s\u00e3o verdadeiras.<\/p>\n\n\n\n

Num artigo cient\u00edfico publicado a semana passada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, Burkhard Militzer defende que existe um oceano profundo de \u00e1gua logo abaixo das camadas de nuvens e, por baixo, um fluido altamente comprimido de carbono, azoto e hidrog\u00e9nio. As simula\u00e7\u00f5es em computador mostram que, sob as temperaturas e press\u00f5es do interior dos planetas, uma combina\u00e7\u00e3o de \u00e1gua (H2O), metano (CH3) e amon\u00edaco (NH3) se separaria naturalmente em duas camadas, principalmente porque o hidrog\u00e9nio seria espremido do metano e do amon\u00edaco que constituem grande parte do interior profundo.<\/p>\n\n\n\n

Estas camadas imisc\u00edveis explicariam porque \u00e9 que nem \u00darano nem Neptuno t\u00eam um campo magn\u00e9tico como o da Terra. Esta foi uma das descobertas surpreendentes acerca dos gigantes gelados do nosso Sistema Solar feitas pela miss\u00e3o Voyager 2 no final da d\u00e9cada de 1980.<\/p>\n\n\n\n

“Agora temos, diria eu, uma boa teoria sobre a raz\u00e3o pela qual \u00darano e Neptuno t\u00eam campos realmente diferentes, e \u00e9 bem diferente da da Terra, de J\u00fapiter e de Saturno”, disse Militzer, professor de ci\u00eancias terrestres e planet\u00e1rias da UC Berkeley. “N\u00e3o sab\u00edamos disto antes. \u00c9 como o azeite e a \u00e1gua, s\u00f3 que o azeite vai para baixo porque o hidrog\u00e9nio \u00e9 perdido”.<\/p>\n\n\n\n

Se outros sistemas estelares tiverem composi\u00e7\u00f5es semelhantes \u00e0s nossas, disse Militzer, os gigantes de gelo \u00e0 volta dessas estrelas poder\u00e3o ter estruturas internas semelhantes. Os planetas do tamanho de \u00darano e Neptuno – os chamados planetas subneptuno – est\u00e3o entre os exoplanetas mais comuns descobertos at\u00e9 \u00e0 data.<\/p>\n\n\n\n

A convec\u00e7\u00e3o conduz a campos magn\u00e9ticos<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00c0 medida que um planeta arrefece da sua superf\u00edcie para baixo, o material frio e mais denso afunda-se, enquanto as manchas de fluido mais quente sobem como \u00e1gua a ferver – um processo chamado convec\u00e7\u00e3o. Se o interior for condutor de eletricidade, uma camada espessa de material em convec\u00e7\u00e3o gerar\u00e1 um campo magn\u00e9tico dipolar semelhante ao de um \u00edman em barra. O campo dipolar da Terra, criado pelo seu n\u00facleo externo de ferro l\u00edquido, produz um campo magn\u00e9tico que vai do polo norte ao polo sul e \u00e9 a raz\u00e3o pela qual as b\u00fassolas apontam para os polos.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"\/<\/a>
Um diagrama da estrutura interior de \u00darano mostrando quatro camadas distintas: hidrog\u00e9nio (azul claro); \u00e1gua (azul escuro); hidrocarbonetos (vermelho); e um n\u00facleo rochoso (amarelo). \u00darano tem um campo magn\u00e9tico desordenado que tem origem na sua camada de \u00e1gua. A imagem tamb\u00e9m mostra a extrema inclina\u00e7\u00e3o do eixo de \u00darano em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 sua \u00f3rbita e um dos t\u00e9nues an\u00e9is de material que rodeiam o planeta.
Cr\u00e9dito: Burkhard Militzer, UC Berkeley e NASA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Mas a Voyager 2 descobriu que nenhum dos dois gigantes de gelo tem esse campo dipolar, apenas campos magn\u00e9ticos desorganizados. Isto implica que n\u00e3o h\u00e1 movimento convectivo de material, numa camada espessa, no interior profundo dos planetas.<\/p>\n\n\n\n

Para explicar estas observa\u00e7\u00f5es, dois grupos de investiga\u00e7\u00e3o distintos propuseram, h\u00e1 mais de 20 anos, que os planetas devem ter camadas que n\u00e3o se podem misturar, impedindo assim a convec\u00e7\u00e3o em grande escala e um campo magn\u00e9tico dipolar global. A convec\u00e7\u00e3o numa das camadas poderia, no entanto, produzir um campo magn\u00e9tico desorganizado. Mas nenhum dos grupos conseguiu explicar de que eram feitas estas camadas que n\u00e3o se misturam.<\/p>\n\n\n\n

H\u00e1 dez anos, Militzer tentou repetidamente resolver o problema, utilizando simula\u00e7\u00f5es em computador de cerca de 100 \u00e1tomos com as propor\u00e7\u00f5es de carbono, oxig\u00e9nio, azoto e hidrog\u00e9nio refletindo a composi\u00e7\u00e3o conhecida dos elementos do Sistema Solar primitivo. Com as press\u00f5es e temperaturas previstas para os interiores dos planetas – 3,4 milh\u00f5es de vezes a press\u00e3o atmosf\u00e9rica da Terra e 4750 K, respetivamente – n\u00e3o conseguiu encontrar uma forma de formar camadas.<\/p>\n\n\n\n

Por\u00e9m, no ano passado, com a ajuda da aprendizagem de m\u00e1quina, conseguiu executar um modelo inform\u00e1tico que simulava o comportamento de 540 \u00e1tomos e, para sua surpresa, descobriu que as camadas se formam naturalmente \u00e0 medida que os \u00e1tomos s\u00e3o aquecidos e comprimidos.<\/p>\n\n\n\n

“Um dia, olhei para o modelo e a \u00e1gua tinha-se separado do carbono e do azoto. O que eu n\u00e3o conseguia fazer h\u00e1 10 anos atr\u00e1s estava agora a acontecer”, disse ele. “Pensei: ‘Uau! Agora sei porque \u00e9 que as camadas se formam: uma \u00e9 rica em \u00e1gua e a outra \u00e9 rica em carbono, e em \u00darano e Neptuno, \u00e9 o sistema rico em carbono que est\u00e1 por baixo. A parte pesada fica em baixo e a parte mais leve fica em cima e n\u00e3o pode fazer qualquer convec\u00e7\u00e3o'”.<\/p>\n\n\n\n

“N\u00e3o podia descobrir isto sem ter um grande sistema de \u00e1tomos, e o grande sistema n\u00e3o podia ser simulado h\u00e1 10 anos”, acrescentou.<\/p>\n\n\n\n

A quantidade de hidrog\u00e9nio espremido aumenta com a press\u00e3o e a profundidade, formando uma camada estratificada est\u00e1vel de carbono, azoto e hidrog\u00e9nio, quase como um pol\u00edmero pl\u00e1stico, disse. Enquanto a camada superior, rica em \u00e1gua, provavelmente convecta para produzir o campo magn\u00e9tico desorganizado observado, a camada mais profunda, estratificada e rica em hidrocarbonetos, n\u00e3o pode.<\/p>\n\n\n\n

Quando modelou a gravidade produzida por um \u00darano e por um Neptuno em camadas, os campos gravitacionais coincidiram com os medidos pela Voyager 2 h\u00e1 quase 40 anos.<\/p>\n\n\n\n

“Se perguntarem aos meus colegas: ‘O que acham que explica os campos de \u00darano e Neptuno?’ eles poder\u00e3o dizer: ‘Bem, talvez seja esta chuva de diamantes, mas talvez seja esta propriedade da \u00e1gua a que chamamos superi\u00f3nica'”, disse. “Do meu ponto de vista, isso n\u00e3o \u00e9 plaus\u00edvel. Mas se tivermos esta separa\u00e7\u00e3o em duas camadas, isso deve explicar tudo”.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"\/<\/a>
Modelos das estruturas interiores dos planetas gigantes gelados \u00darano e Neptuno, que apresentam duas camadas interm\u00e9dias distintas: uma camada superior, rica em \u00e1gua e em convec\u00e7\u00e3o, onde s\u00e3o gerados campos magn\u00e9ticos desorganizados, e uma camada inferior, n\u00e3o-convectante e rica em hidrocarbonetos. Novas simula\u00e7\u00f5es computacionais mostram que os materiais gelados se separam naturalmente a altas press\u00f5es e temperaturas nestas duas camadas.
Cr\u00e9dito: Burkhard Militzer, UC Berkeley<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Militzer prev\u00ea que por baixo da atmosfera de \u00darano, com quase 5 mil quil\u00f3metros de espessura, se encontre uma camada rica em \u00e1gua com cerca de 8 mil quil\u00f3metros de espessura e, por baixo desta, uma camada rica em hidrocarbonetos, tamb\u00e9m com cerca de 8 mil quil\u00f3metros de espessura. O seu n\u00facleo rochoso tem aproximadamente o tamanho do planeta Merc\u00fario. Apesar de Neptuno ser mais massivo do que \u00darano, \u00e9 mais pequeno em di\u00e2metro, com uma atmosfera mais fina, mas com camadas igualmente espessas, ricas em \u00e1gua e hidrocarbonetos. O seu n\u00facleo rochoso \u00e9 ligeiramente maior do que o de \u00darano, aproximadamente do tamanho de Marte.<\/p>\n\n\n\n

Ele espera trabalhar com colegas que possam testar, com experi\u00eancias laboratoriais sob temperaturas e press\u00f5es extremamente elevadas, se as camadas se formam em fluidos com as propor\u00e7\u00f5es de elementos encontradas no sistema protosolar. Uma miss\u00e3o proposta pela NASA a \u00darano poderia tamb\u00e9m fornecer uma confirma\u00e7\u00e3o, se a nave espacial tiver a bordo um gerador de imagens Doppler para medir as vibra\u00e7\u00f5es do planeta. Um planeta em camadas vibraria a frequ\u00eancias diferentes das de um planeta em convec\u00e7\u00e3o, disse Militzer. O seu pr\u00f3ximo projeto \u00e9 utilizar o modelo computacional para calcular a diferen\u00e7a entre as vibra\u00e7\u00f5es dos planetas.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ UC Berkeley (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Proceedings of the National Academy of Sciences)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
Astronomy<\/a>
SPACE.com<\/a>
EarthSky<\/a>
PHYSORG<\/a>
Forbes<\/a>
Newsweek<\/a><\/p>\n\n\n\n

\u00darano:<\/strong>
NASA<\/a>
The Nine Planets<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Neptuno:<\/strong>
NASA<\/a>
The Nine Planets<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Voyager 2:<\/strong>
NASA<\/a>
The Sky Live<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Uma vista em “explos\u00e3o” de um planeta gigante gelado como \u00darano ou Neptuno. Uma nova teoria prop\u00f5e que por baixo da densa atmosfera se encontra uma camada rica em \u00e1gua (a azul) que se separou de uma camada mais profunda de carbono, azoto e hidrog\u00e9nio, quente e a alta press\u00e3o (a \u00e2mbar). A press\u00e3o espreme …<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":7454,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[9,16],"tags":[355,486,359],"class_list":["post-7497","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","","category-sistema-solar","category-sondas-missoes-espaciais","tag-neptuno","tag-urano","tag-voyager-2"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7497","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7497"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7497\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":7498,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7497\/revisions\/7498"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7454"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7497"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7497"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7497"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}