02/06/2022 - 9:02
Os astrônomos podem agora entender por que Urano e Netuno, planetas semelhantes, têm cores diferentes. Usando observações do Telescópio Espacial Hubble, da Infrared Telescope Facility da Nasa e do telescópio Gemini North, os pesquisadores desenvolveram um único modelo atmosférico que corresponde às observações de ambos os planetas. O modelo revela que o excesso de neblina em Urano se acumula na atmosfera estagnada e lenta do planeta e faz com que ele pareça ter um tom mais claro que Netuno. Revela ainda a presença de uma segunda camada mais profunda que, quando escurecida, pode explicar manchas escuras nessas atmosferas, como a famosa Grande Mancha Escura (GDS) observada pela nave Voyager 2 em 1989.
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Netuno e Urano têm muito em comum – eles têm massas, tamanhos e composições atmosféricas semelhantes. Mas suas aparências são notavelmente diferentes. Em comprimentos de onda visíveis, Netuno tem uma cor distintamente mais azul do que Urano e os astrônomos agora têm uma explicação para isso.
Novas pesquisas sugerem que uma camada de neblina concentrada que existe em ambos os planetas é mais espessa em Urano do que uma camada semelhante em Netuno e “embranquece” a aparência de Urano mais do que a de Netuno. Se não houvesse neblina nas atmosferas de Netuno e Urano, ambos apareceriam quase igualmente azuis.
Observações simultâneas
Esta conclusão vem de um modelo que uma equipe internacional liderada por Patrick Irwin, professor de Física Planetária da Universidade de Oxford (Reino Unido), desenvolveu para descrever camadas de aerossóis nas atmosferas de Netuno e Urano. Investigações anteriores das atmosferas superiores desses planetas se concentraram na aparência da atmosfera apenas em comprimentos de onda específicos. Por seu lado, o novo modelo, consistindo em múltiplas camadas atmosféricas, corresponde a observações de ambos os planetas em uma ampla gama de comprimentos de onda simultaneamente. O novo modelo também inclui partículas de neblina em camadas mais profundas que anteriormente se pensava conter apenas nuvens de gelo de metano e sulfeto de hidrogênio.
“Este é o primeiro modelo a ajustar simultaneamente observações da luz solar refletida de comprimentos de onda ultravioleta a infravermelho próximo “, explica o professor Irwin, principal autor de um artigo que apresenta esse resultado publicado na revista Journal of Geophysical Research: Planets. “É também o primeiro a explicar a diferença na cor visível entre Urano e Netuno.”
O modelo da equipe consiste em três camadas de aerossóis em diferentes alturas. A camada-chave que afeta as cores é a camada intermediária, uma camada de partículas de neblina (referida no artigo como camada de Aerossol-2) que é mais espessa em Urano do que em Netuno. A equipe suspeita que, em ambos os planetas, o gelo de metano se condensa nas partículas dessa camada, puxando as partículas mais para dentro da atmosfera em uma chuva de neve de metano.
Bônus inesperado
Como Netuno tem uma atmosfera mais ativa e turbulenta do que Urano, a equipe acredita que a atmosfera netuniana é mais eficiente em agitar partículas de metano na camada de neblina e produzir essa neve. Isso remove mais neblina e mantém a camada de neblina netuniana mais fina do que em Urano, tornando Netuno mais azul que Urano.
“Esperávamos que o desenvolvimento desse modelo nos ajudasse a entender as nuvens e neblinas nas atmosferas gigantes de gelo”, comentou Mike Wong, astrônomo da Universidade da Califórnia em Berkeley (EUA) e membro da equipe por trás desse resultado. “Explicar a diferença de cor entre Urano e Netuno foi um bônus inesperado!”
Para criar esse modelo, a equipe analisou um conjunto de observações dos planetas abrangendo comprimentos de onda ultravioleta, visível e infravermelho próximo (de 0,3 a 2,5 micrômetros) feitas com o Telescópio Espacial Hubble, da Nasa/ESA, a Infrared Telescope Facility da Nasa, localizada perto de o cume do vulcão Maunakea, no Havaí, e o Gemini North Telescope, também localizado no Havaí.
O modelo também ajuda a explicar as manchas escuras que são ocasionalmente visíveis em Netuno e mais esporadicamente em Urano. Embora já estivessem cientes da presença de manchas escuras nas atmosferas de ambos os planetas, os astrônomos não sabiam qual camada de aerossol estava causando essas manchas ou por que os aerossóis nessas camadas eram menos reflexivos. A pesquisa da equipe esclarece essas questões ao mostrar que um escurecimento das partículas na camada mais profunda de seu modelo produziria manchas escuras muito semelhantes às observadas em Netuno e ocasionalmente em Urano.
