Drama na órbita de Saturno: o nascimento e morte das miniluas do anel F

aneis_Saturno_WAC_ISS_221013Sistema de anéis de Saturno visto pela sonda Cassini a 22 de outubro de 2013.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Cientistas descobriram evidências de um fenómeno cíclico que provoca o nascimento e destruição de pequenos objetos no sistema de anéis de Saturno, em escalas de tempo que não são mais do que um mero piscar de olhos na história do Sistema Solar.

A equipa liderada por Robert French do Instituto SETI, nos Estados Unidos, comparou o aspeto do anel F em 6 anos de observações da missão Cassini, com a sua aparência durante os encontros das sondas Voyager com Saturno, em novembro de 1980 e agosto de 1981. O que descobriram foi que, embora o número de aglomerados de partículas no anel F se tenha mantido o mesmo, o número de aglomerados excecionalmente brilhantes caiu a pique nos últimos 30 anos – uma diferença que poderá ser explicada pela formação de uma breve mas tumultuosa horda de miniluas colidindo repetidamente como a estrutura principal do anel.

“O anel F é uma estrutura fina e irregular, inteiramente constituída por gelo de água, que se situa no exterior dos mais extensos e luminosos anéis A, B e C”, explicou French num comunicado de imprensa do Instituto SETI. “[Este anel] tem pontos brilhantes, mas mudou a sua aparência de forma fundamental desde o tempo da [missão] Voyager. Atualmente, os aglomerados mais brilhantes encontram-se em menor quantidade.” Estas formações materializam-se e desaparecem em intervalos de dias ou de apenas algumas horas – um mistério que French e os seus colegas pensam ter solucionado.

anelF_Saturno_NAC_ISS_Cassini_251212A complexa estrutura do anel F. Imagem obtida pela sonda Cassini a 25 de dezembro de 2012.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

“Pensamos que os nós mais luminosos ocorrem quando luas minúsculas, menores que uma grande montanha, colidem com a parte mais densa do anel”, disse French. “Estas luas são pequenas o suficiente para coalescerem e depois se fragmentarem num curto período de tempo.”

O anel F encontra-se numa região na órbita de Saturno muito próxima do limite de Roche – um local correspondente à distância mínima a que um objeto consegue aproximar-se do planeta sem ser destruído pela força de maré. Como consequência, os materiais nesta região ficam presos numa precária fronteira entre a coalescência em miniluas, e a sua permanência como partículas individualizadas na estrutura principal do anel. Estas miniluas têm diâmetros tipicamente inferiores a 5 km, pelo que podem formar-se com uma incrível rapidez.

Prometeu_Cassini_Gordan_Ugarkovic_271209Prometeu interagindo com as partículas do anel F numa imagem em cores naturais obtida pela sonda Cassini, a 27 de dezembro de 2009.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute/composição a cores de Gordan Ugarkovic.

A lua Prometeu tem uma órbita mais interior que a do anel F, e contribui de forma decisiva para o comportamento caótico das partículas do anel. A cada 17 anos, Prometeu alinha-se de tal forma com o anel F, que a sua influência gravitacional torna-se particularmente intensa, o que precipita a formação de miniluas.

“Estas miniluas colidem de forma repetida com o anel F (…), produzindo aglomerados brilhantes à medida que navegam através das faixas de material”, afirmou Mark Showalter, um dos membros da equipa. “No entanto, este é um comportamento autodestrutivo, e as luas, estando nas proximidades do limite de Roche, acabam por ter uma fraca estabilidade, pelo que rapidamente se fragmentam.”

Esta hipótese poderá ser testada muito em breve. Os encontros das duas sondas Voyager com Saturno ocorreram poucos anos após o alinhamento de 1975, entre o anel e a pequena lua pastora. A Cassini presenciou o último alinhamento, em 2009, pelo que se a influência periódica de Prometeu for, de fato, responsável pela criação das miniluas, então iremos assistir, certamente, nos próximos anos, a um novo aumento do número de aglomerados brilhantes.

“O tipo de processos que ocorrem em redor de Saturno são muito semelhantes aos que tiveram lugar aqui há 4,6 mil milhões de anos, quando a Terra e os outros planetas se formaram”, explicou French. “É importante compreender este processo.”

Este trabalho foi publicado em julho passado na edição on-line da revista Icarus. Podem encontrar todos os detalhes aqui.

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