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“Eclipse” permite estudo detalhado da atmosfera de Urano pela NASA

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No último dia 7, ao longo de cerca de uma hora, Urano bloqueou a luz de uma estrela distante (como a Lua faz com o Sol durante um eclipse), fornecendo uma oportunidade rara de pesquisa para os astrônomos. Cientistas da NASA aproveitaram a chamada “ocultação estelar” para analisar a atmosfera e os anéis do planeta. O evento foi visível apenas no oeste da América do Norte.

Em poucas palavras:

  • Recentemente, Urano ocultou a luz de uma estrela, e a NASA aproveitou para estudar sua atmosfera e seus anéis;
  • A análise da curva de luz permitiu medir temperaturas, identificar compostos químicos e comparar dados com os coletados há quase 30 anos;
  • Como Urano não tem superfície sólida, isso facilita a observação de fenômenos atmosféricos como ventos e formação de nuvens;
  • Urano estará envolvido em novas ocultações nos próximos anos, com destaque para o “eclipse” de uma estrela mais brilhante em 2031.

De acordo com um comunicado, esse tipo de ocultação é incomum para Urano. A última vez que uma estrela brilhante foi ocultada por ele foi em 1996. Por isso, a NASA se preparou com uma megaoperação. Uma equipe internacional de mais de 30 astrônomos, liderada pelo Centro de Pesquisa Langley, na Virgínia, usou 18 observatórios para acompanhar o fenômeno.

Representação artística mostrando uma estrela distante desaparecendo de vista ao ser eclipsada por Urano – um evento raro conhecido como ocultação estelar planetária. Créditos: NASA / Laboratório de Conceitos Avançados

“Foi a primeira vez que colaboramos em uma escala tão grande para uma ocultação”, explicou o cientista planetário William Saunders. Segundo ele, a participação de tantos telescópios permitiu obter dados mais detalhados sobre as várias camadas da atmosfera de Urano. A análise da curva de luz revelou informações inéditas.

Falta de superfície sólida facilita análise da atmosfera de Urano

Os cientistas conseguiram medir temperaturas e composições químicas na estratosfera do planeta, que é a camada intermediária de sua atmosfera. Além disso, compararam os dados atuais com os que foram obtidos em 1996. Essa comparação ajudou a identificar as mudanças ocorridas ao longo desses quase 30 anos.

Urano está a cerca de 3,2 bilhões de quilômetros da Terra e não tem uma superfície sólida como a dos planetas rochosos. Em vez disso, a superfície é formada por uma mistura espessa de água, amônia e metano congelados. O interior do planeta também é composto principalmente por esses materiais gelados.

Esta imagem capturada pelo instrumento NIRCam, do Telescópio Espacial James Webb, mostra a calota polar, algumas tempestades entre o azul, os muitos anéis e nove luas de Urano. Crédito: NASA, ESA, CSA, STSCI

A atmosfera de Urano é dominada por hidrogênio e hélio, gases leves que também compõem a maior parte do Sol. Isso torna o planeta um “gigante de gelo”, como Netuno, diferente dos “gigantes gasosos” Júpiter e Saturno. A estrutura sem superfície sólida facilita o estudo de fenômenos atmosféricos, como ventos, tempestades e formação de nuvens.

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Emma Dahl, pesquisadora do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), destacou que planetas como Urano funcionam como laboratórios naturais. Como não têm solo para interferir, os estudos ficam mais precisos. “Sem uma superfície para complicar as simulações, conseguimos entender melhor como as atmosferas se comportam”.

A NASA informou que Urano ocultará várias estrelas menores nos próximos anos e que a próxima grande ocultação, envolvendo uma estrela ainda mais brilhante, está prevista para 2031. Cada um desses eventos é uma chance única de desvendar os mistérios desse planeta gelado e distante.

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O dia em Urano é mais longo do que pensávamos 

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Uma equipe internacional de pesquisadores analisou uma década de imagens de Urano do Telescópio Hubble e descobriu que o planeta leva 17 horas, 14 minutos e 52 segundos para fazer uma rotação completa. Essa nova medição é 28 segundos mais longa do que a estimada com dados da sonda Voyager 2, da NASA, que passou pelo astro há cerca de 40 anos.

“As observações contínuas do Hubble foram cruciais. Sem essa riqueza de dados, teria sido impossível detectar o sinal periódico com o nível de precisão que alcançamos”, disse Laurent Lamy, líder do grupo de astrônomos, em uma declaração. 

A primeira estimativa da rotação de Urano aconteceu em 1986, quando a Voyager 2 coletou informações do gigante gasoso. Com esses dados, astrônomos calcularam um tempo de rotação de 17 horas, 14 minutos e 24 segundos.

O método da época utilizou sinais de rádio emitidos pela aurora do planeta e medidas do campo magnético. Por muito tempo, as conclusões tiradas com dados da sonda foram a base para o cálculo das coordenadas e do tempo de rotação de Urano.

A equipe analisou o movimento da aurora de Urano de 2011 a 2022. (L. Lamy et al.)

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Novo método atualizou coordenadas de Urano

A nova pesquisa revelou que a antiga estimativa da NASA tinha falhas que levaram a um erro de 180 graus na longitude de Urano. Isso fazia com que a orientação do eixo magnético do planeta parecesse perdida para os cientistas. Segundo o estudo, o sistema de coordenadas que dependia da rotação desatualizada perdeu sua confiabilidade.

“Nossa medição não só fornece uma referência essencial para a comunidade científica, mas também resolve um problema de longa data: sistemas de coordenadas anteriores baseados em períodos de rotação desatualizados rapidamente se tornaram imprecisos, impossibilitando rastrear os polos magnéticos de Urano ao longo do tempo”, explicou Lamy. 

Para resolver o problema, a equipe de astrônomos do Observatório de Paris e associados internacionais utilizou dados do Hubble coletados entre 2011 e 2022 para desenvolver um novo método.

A animação mostra o campo magnético de Urano. A seta amarela aponta para o Sol, a seta azul-claro marca o eixo magnético de Urano, e a seta azul-escura marca o eixo de rotação de Urano
A animação mostra o campo magnético de Urano. A seta amarela aponta para o Sol, a seta azul-claro marca o eixo magnético, e a seta azul-escura marca o eixo de rotação. (Imagem: NASA/Scientific Visualization Studio/Tom Bridgman)

O grupo rastreou o movimento das auroras de Urano para precisamente definir os polos magnéticos do planeta e estimar melhor o período de rotação. O novo cálculo deu resultados 1000 vezes mais precisos, de acordo com o site oficial da Agência Espacial Europeia (ESA).

Um dos principais desafios do grupo foi que as auroras do gigante gasoso se comportam de maneira única. Isso se dá por causa de seu campo magnético, que é altamente inclinado em relação ao eixo de rotação.

Com a nova técnica, astrônomos poderão calcular a rotação de vários astros de forma mais precisa. “Essa abordagem é um novo método para determinar a taxa de rotação de qualquer objeto que hospede um campo magnético e uma aurora modulada rotacionalmente, em nosso Sistema Solar e além”, escreveram os pesquisadores

Descoberta pode basear missões inéditas para Urano

A atualização da estimativa de rotação de Urano deu à comunidade cientifica um mapeamento muito mais preciso do planeta. Missões futuras podem prover ainda mais dados e, até mesmo, utilizá-los para o planejamento do envio de novas sondas para a órbita do gigante gasoso.

“Com este novo sistema de longitude, agora podemos comparar observações aurorais abrangendo quase 40 anos e até mesmo planejar a próxima missão a Urano”, concluem os pesquisadores.

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Urano é mais quente do que se pensava, indicam novos estudos

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Pesquisadores descobriram que Urano libera mais calor interno do que os dados da sonda Voyager 2, da NASA, sugeriam. Isso significa que, além de refletir a luz solar, o planeta emite uma quantidade extra de energia. 

Dois estudos, conduzidos por duas equipes independentes – e que aguardam revisão por pares – indicam que Urano se comporta de forma mais semelhante a Júpiter, Saturno e Netuno do que se pensava.

Os planetas possuem três fontes principais de calor: o calor residual de sua formação, a radioatividade de seus elementos e a energia recebida do Sol. O primeiro fator aquece mundos jovens, mas diminui ao longo de bilhões de anos. O equilíbrio entre a radioatividade e a luz solar depende da composição química do planeta e de sua distância do Sol.

Representação artística da sonda Voyager 2 investigando Urano. Créditos: Joshimerbin – Shutterstock (Urano); NASA (Voyager 2). Edição: Olhar Digital

Quando a sonda Voyager 2 passou por Urano em 1986, os dados coletados indicaram que ele não possuía uma fonte significativa de calor interno, ao contrário dos outros gigantes gasosos. Isso surpreendeu os cientistas, pois Urano e Netuno compartilham muitas características. Desde então, novos telescópios em solo e no espaço têm permitido reavaliar essa conclusão.

Sonda da NASA pode ter medido errado a temperatura de Urano

Uma equipe liderada por Patrick Irwin, da Universidade de Oxford, na Inglaterra, analisou dados coletados entre 2000 e 2009 pelo Telescópio Espacial Hubble e observatórios no Havaí. Outro grupo, liderado por Xinyue Wang, da Universidade de Houston, nos EUA, estudou registros desde meados do século 20 e incorporou medições recentes para avaliar as variações térmicas ao longo da órbita de 84 anos do planeta.

Os resultados sugerem que a Voyager 2 pode ter medido erroneamente a temperatura ou passado por Urano em um período atípico. Ambas as equipes concluíram que o planeta reflete mais calor do que se pensava, indicando a presença de uma fonte interna de energia. Embora as estimativas variem (12,5% para um grupo e 15% para o outro), as diferenças estão dentro da margem de erro.

Imagem de Urano feita pelo James Webb (Crédito: NASA)
Imagem de Urano feita pelo Telescópio Espacial James Webb. Crédito: NASA

Apesar dessa descoberta, Urano ainda emite muito menos calor do que os outros planetas gigantes do Sistema Solar. Netuno, por exemplo, libera mais que o dobro da energia que recebe do Sol. As razões para essa discrepância ainda são desconhecidas, mas podem estar ligadas ao impacto que inclinou Urano em um ângulo extremo.

Uma missão dedicada ao planeta poderia responder a essas questões. Para isso, cientistas defendem um lançamento em 2032, aproveitando um impulso gravitacional de Júpiter para tornar a viagem mais eficiente. No entanto, o futuro dessa proposta dependerá das prioridades da exploração espacial nos próximos anos.

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