Pesquisador da UFU participa de descobertas que intrigam astronomia

Impressão artística de Quaoar e seu anel (imagem: European Space Agency, CC BY-SA 3.0 IGO)

Um dos mais importantes periódicos científicos, a revista Nature, publicou, no dia 7/2, um artigo assinado por cientistas de diversas nacionalidades, liderados por um brasileiro, relatando a presença de anéis em Quaoar, objeto espacial transnetuniano, ou seja, que está mais longe do que o último planeta do Sistema Solar, Netuno.

O mais intrigante, porém, não é a presença de anéis, mas a distância que eles estão do corpo central. Até então, os anéis — formados por poeira cósmica e detritos originados a partir de colisões de objetos como asteroides e planetas, por exemplo — eram vistos próximos ao objeto, como ocorre com Saturno. Não é o que acontece com o pequeno Quaoar, com seu anel surpreendentemente mais afastado, contrariando a teoria de formação de anéis.

Segundo o Limite de Roche, teoria proposta pelo astrônomo francês Édouard Roche, no século XIX, se o anel passa de uma distância superior a 2,5 vezes ao raio do corpo central, o material do anel se aglutina, formando um satélite natural. Não é o que ocorre com Quaoar.

“Quando o satélite está muito perto do corpo central, a força da gravidade exercida pelo planeta é diferente em todas as regiões desse satélite pequeno e acaba fraturando o objeto, quebrando-o. Quando ele está distante, isso não existe. Então, ele não quebraria, e esses anéis iam se juntando por colisões ao longo do tempo e se formando, se aglutinando no satélite também. Essa é a teoria do Limite de Roche”, explica Altair Ramos Gomes Júnior, docente do Instituto de Física da Universidade Federal de Uberlândia e um dos autores do artigo.

Como a formação de anéis envolve a relação gravitacional e colisões, comenta Gomes Júnior, os entendimentos adquiridos com o estudo de suas formações podem ser aplicados a outras teorias, como às relacionadas a colisões de galáxias, por exemplo. “Então, têm várias aplicações posteriores. Mas, a princípio, o que a gente está tentando entender é a formação daquele anel e, com a evolução dos estudos, como a formação e evolução dinâmica de anéis no Sistema Solar podem ser aplicados em outros estudos”, afirma o docente. “Por exemplo, o processo de como as partículas se aglutinam é o passo inicial no mecanismo de formação planetária”.

Saturno

Durante muito tempo, Saturno era conhecido como o único planeta anelado do Sistema Solar. Mas, Júpiter, Urano e Netuno também apresentam anéis ao seu redor. Por serem mais tênues e de difícil visualização, os anéis desses outros três planetas só foram descobertos a partir de 1977, enquanto que os de Saturno haviam sido descobertos por Galileu Galilei no século XVII.

Como Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são os maiores planetas do Sistema Solar (Júpiter, o maior de todos, é cerca de 11 vezes maior que a Terra, e Netuno, o menor dos quatro, é quase quatro vezes maior que nosso planeta), os cientistas pensavam que os anéis só existiam nesses planetas gigantes.

Chariklo

Em 2013, no entanto, uma técnica conhecida como ocultação de estrelas permitiu que uma equipe, formada também por colaboração internacional, descobrisse anéis em Chariklo, um objeto asteroidal que orbita o Sol e que tem cerca de 235 Km de diâmetro (a Terra tem aproximadamente 12.700 Km). Foi o primeiro anel detectado que não estava ao redor de um planeta.

Descoberto em 1997, Chariklo é classificado como um centauro por estar entre as órbitas de Júpiter e de Netuno (a ordem dos planetas, a partir do Sol, é a seguinte: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno).

Mais especificamente, Chariklo está entre as órbitas de Saturno e Urano. A distância da Terra até ele é de cerca de 16 Unidades Astronômicas, ou seja, 16 vezes a distância da Terra ao Sol. Como a distância da Terra ao Sol é de 149,6 milhões Km, esse centauro — o maior já conhecido — está a quase 2,4 bilhões de quilômetros distante do nosso planeta.

Como os centauros mitológicos (com o corpo metade homem, metade cavalo), os centauros na astronomia são objetos do Sistema Solar com características de asteroides (rochosos e compostos por metais e minerais) e de cometas (compostos por gelo e poeira).

Ocultação de estrelas

A técnica de ocultação de estrelas, utilizada por astrônomos e observadores amadores espalhados pelos continentes, lembra a brincadeira de criar imagens a partir das sombras das mãos postas contra uma fonte de luz. Na aplicação da técnica na astronomia, a fonte de luz é uma estrela.

Com a passagem do objeto espacial que se quer estudar em frente a uma determinada estrela, a luminosidade dela é interrompida por uma fração de tempo e essa interrupção (a sombra) é registrada por observadores munidos de telescópios terrestres ou por um telescópio em órbita no espaço. Essa interrupção da luminosidade é, então, analisada por meio de gráficos pelo observador.

Desde 2013, já foram feitas, a partir de telescópios posicionados em várias partes da Terra, diversas observações dos dois anéis de Chariklo. Em 2017, os astrônomos também conseguiram observar anéis em Haumea, considerado como um planeta anão e descoberto em 2004. É importante destacar que os anéis de Urano e Netuno também foram descobertos utilizando a técnica de ocultações em 1977 e 1984, respectivamente.

James Webb

No fim de 2022, os pesquisadores puderam fazer observações a partir do mais potente telescópio criado pelo homem, o James Webb. O equipamento, que tem sua órbita em um ponto de equilíbrio entre a Terra e o Sol, foi lançado no espaço pela Nasa  — agência estadunidense de tecnologia aeronáutica e exploração espacial — em dezembro de 2021.

Com a mesma técnica de ocultação de estrelas e com o super telescópio, os cientistas perceberam mais uma vez, e sem as interferências da atmosfera que circunda a Terra, os anéis em Chariklo.

“As observações diretas que a gente tem dessa ocultação mostra o Chariklo e a estrela, mas não conseguimos ver o anel. Mas quando o Chariklo passa na frente da estrela, a gente, medindo o brilho da estrela, consegue detectar uma queda de brilho causada por esse objeto passando na frente. E quando tem o anel, vemos quedas relativamente rápidas no gráfico do fluxo da estrela, uma queda que é causada pelo anel quando ele passa na frente da estrela”, explica o docente.

Altair Gomes Júnior, do Instituto de Física, se dedica à Astrometria e participa das pesquisas com os outros cientistas brasileiros e do exterior (foto: Milton Santos)

Trabalho em equipe

Altair Gomes Júnior, da UFU, se dedica à Astrometria e participa das pesquisas com os outros cientistas brasileiros e do exterior. No trabalho, ele desenvolveu, em parceria com Bruno Morgado, docente do Observatório do Valongo, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e que descobriu os anéis afastados em Quaoar, o software que faz as predições, além de realizar as análises das ocultações estelares.

Essas predições são as previsões das trajetórias de objetos espaciais e telescópios, feitas a partir de informações de um catálogo de estrelas e das órbitas dos asteroides, planetas, telescópios etc. O trabalho é fundamental para prever o alinhamento entre estrela, objeto e telescópio e possibilitar as ocultações estelares.

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