Os anéis de Urano são invisíveis, exceto para os maiores telescópios – de tal forma que só foram descobertos em 1977. No entanto, surgem surpreendentemente brilhantes em novas imagens de radiação térmica do planeta obtidas por dois grandes telescópios nos altos desertos do Chile.

O brilho térmico oferece aos astrónomos outra janela para os anéis, que apenas foram vistos porque refletem uma pequena quantidade de luz na faixa do visível e no infravermelho próximo. As novas imagens obtidas pelo ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e pelo VLT (Very Large Telescope) permitiram que a equipa medisse pela primeira vez a temperatura dos anéis: apenas 77 Kelvin, ou seja, 77 graus acima do zero absoluto – que equivale a -273,15°C.

Emissão térmica dos anéis de Urano
Imagem composta da atmosfera e anéis de Urano em comprimentos de onda de rádio, obtida com o ALMA em dezembro de 2017. A imagem mostra pela primeira vez a emissão térmica, ou calor, dos anéis de Urano, permitindo que os cientistas determinassem a sua temperatura: uns frios 77 Kelvin (-196,15°C). As bandas escuras na atmosfera de Urano nesses comprimentos de onda mostram a presença de moléculas que absorvem ondas de rádio, em particular gás sulfídrico. As regiões brilhantes, como o ponto no norte polar (ponto amarelo à direita, porque Urano está inclinado) contêm poucas dessas moléculas. Créditos: UC Berkeley image by Edward Molter and Imke de Pater.

Os dados foram publicados esta semana na revista The Astronomical Journal. Imke De Pater e Edward Molter, da Universidade de Berkley, lideraram as observações do ALMA, e Michael Roman e Leigh Fletcher, da Universidade de Leicester, no Reino Unido, lideraram as observações do VLT.

As observações confirmam também que o anel mais brilhante e mais denso de Urano, o anel ε, difere dos outros sistemas de anéis conhecidos no Sistema Solar, em particular os espetacularmente belos anéis de Saturno.

“Os anéis essencialmente gelados de Saturno são largos, brilhantes e apresentam uma série de tamanhos de partículas, que vão desde o mícron (milésimo de milímetro) no anel D mais interno, até às dezenas de metros nos anéis principais,” disse Imke de Pater, professor de astronomia em Berkeley. “Falta o extremo mais pequeno nos principais anéis de Urano; o anel mais brilhante, ε, é composto por rochas do tamanho de bolas de golfe ou maiores.”

Em comparação, os anéis de Júpiter contêm principalmente pequenas partículas micrométricas. Os anéis de Neptuno também são em geral poeira, e até Urano tem grandes lençóis de poeira entre os seus estreitos anéis principais.

“Sabemos que o anel ε é um pouco estranho, porque não vemos as partículas mais pequenas,” disse Edward Molter, estudante em Berkley. “Algo tem estado a varrer as partículas mais pequenas, ou então estão a juntar-se. Mas, na verdade, não sabemos. Este é, assim, mais um passo em frente para compreendermos a sua composição, bem como se todos os anéis têm origem no mesmo material, ou se têm origens diferentes.”

Os anéis podem ser antigos asteroides capturados pela gravidade do planeta, restos de luas que chocaram entre si e se fragmentaram, restos de luas despedaçadas quando se aproximaram demasiado de Urano, ou detritos que ficaram do tempo de formação, há 4,5 mil milhões de anos.

Anéis de Urano no infravermelho próximo
Imagem no infravermelho próximo do sistema de anéis de Urano obtida com o sistema de óptica adaptativa do telescópio Keck de 10 metros, no Havai, em julho de 2004. A imagem mostra a luz solar refletida. Entre os anéis principais, que são compostos por partículas com tamanhos de centímetros, podem ser vistos lençóis de poeira. O anel ε, que se observa nas novas imagens térmicas, está na parte inferior. Créditos: UC Berkeley mage by Imke de Pater, Seran Gibbard and Heidi Hammel, 2006.

“Em termos de composição, os anéis de Urano são diferentes do principal anel de Saturno, no sentido em que, no óptico e no infravermelho, o albedo é muito mais baixo: são mesmo escuros, como carvão,” disse Molter. “São também extremamente delgados em comparação com os anéis de Saturno. O mais largo, o anel ε, varia entre 20 e 100 quilómetros de largura, enquanto que os de Saturno têm larguras de centenas ou dezenas de milhares de quilómetros.”

A escassez de partículas do tamanho de poeiras nos anéis principais de Urano foi pela primeira vez notada em 1986, quando a Voyager 2 se aproximou do planeta e fotografou os anéis. A sonda não foi, no entanto, capaz de medir a temperatura dos anéis.

Até ao momento, os astrónomos contaram um total de 13 anéis à volta do planeta, com algumas faixas de poeira entre eles. Os anéis diferem ainda dos de Saturno em outros aspetos.

Tanto as observações do VLT como do ALMA foram planeadas para explorar a estrutura da temperatura da atmosfera de Urano, com o VLT a observar em comprimentos de onda mais curtos que o ALMA.

“Ficamos surpreendidos ao ver os anéis saltarem claramente quando reduzimos os dados pela primeira vez,” disse Fletcher.

Sistema de anéis de Urano em vários comprimentos de onda.
Imagens do sistema de anéis de Urano obtidas em diferentes comprimentos de onda pelos telescópios ALMA e VLT. O planeta em si está sob máscara, pois é muito brilhante comparado aos anéis. Créditos: Edward Molter, Imke de Pater, Michael Roman and Leigh Fletcher, 2019.

Mais uma excelente oportunidade para o próximo Telescópio Espacial James Webb, que será capaz de fornecer informações espectroscópicas muito melhoradas para os anéis de Urano durante a próxima década.

Fonte da notícia: Phys.org e UC Berkley

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