Caros Leitores,
Nesta ilustração, vários
anéis de poeira circundam o Sol. Esses anéis se formam quando as gravidades
dos planetas puxam os grãos de poeira em órbita ao redor do Sol. Recentemente,
os cientistas detectaram um anel de poeira na órbita de Mercúrio. Outros
acreditam que a fonte do anel de poeira de Vênus é um grupo de asteroides
co-orbitais nunca antes detectados.
Assim como a poeira se acumula nos cantos e ao longo de estantes
de livros em nossas casas, a poeira se acumula no espaço também. Mas
quando a poeira se instala no Sistema Solar, muitas vezes é em anéis. Vários
anéis de poeira circulam o Sol. Os anéis traçam as órbitas dos planetas,
cuja gravidade puxa o pó para o espaço ao redor do Sol, à medida que se desloca
a caminho do centro do Sistema Solar.
A
poeira consiste em restos esmagados da formação do Sistema Solar, há cerca de
4,6 bilhões de anos - entulho de colisões de asteroides ou migalhas de cometas
em chamas. A poeira é dispersa por todo o Sistema Solar, mas se acumula em
anéis granulosos sobrepostos às órbitas da Terra e de Vênus, anéis que podem
ser vistos com telescópios na Terra. Ao estudar esta poeira - de que é
feita, de onde vem e como se move pelo espaço - os cientistas buscam pistas
para entender o nascimento dos planetas e a composição de tudo o que vemos no
Sistema Solar.
Dois
estudos recentes relatam novas descobertas de anéis de poeira no Sistema Solar
interno. Um estudo usa dados da NASA para traçar evidências de um anel de
poeira ao redor do Sol na órbita de Mercúrio. Um segundo estudo da NASA
identifica a fonte provável do anel de poeira na órbita de Vênus: um grupo de
asteroides nunca antes detectados co-orbitando com o planeta.
"Não
é todo dia que você descobre algo novo no Sistema Solar interior", disse
Marc Kuchner, autor do estudo de Vênus e astrofísico do Goddard Space Flight
Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Isso é certo em nossa
vizinhança".
Outro
Anel ao Redor do Sol
Guillermo Stenborg e Russell Howard, ambos, cientistas solares no
Laboratório de Pesquisa Naval em Washington, DC, não se propuseram a encontrar
um anel de poeira. "Encontramos por acaso", disse Stenborg,
rindo. Os cientistas resumiram suas descobertas em um artigo publicado no
The Astrophysical Journal em 21 de novembro de 2018.
Eles
descrevem evidências de uma fina neblina de poeira cósmica sobre a órbita de
Mercúrio, formando um anel de cerca de 9,3 milhões de milhas de largura. Mercúrio
- 3.030 milhas de largura, apenas grande o suficiente para que os Estados
Unidos continentais se estendam - varre através dessa vasta trilha de poeira
enquanto circula o Sol.
Ironicamente,
os dois cientistas tropeçaram no anel de poeira enquanto procuravam evidências
de uma região livre de poeira perto do Sol. A certa distância do Sol, de
acordo com uma previsão de décadas, o poderoso calor da estrela deveria
vaporizar a poeira, varrendo toda uma extensão do espaço. Saber onde esta
fronteira é capaz de dizer aos cientistas sobre a composição da própria poeira,
e insinuar como os planetas se formaram no jovem Sistema Solar.
Até
agora, nenhuma evidência foi encontrada de espaço livre de poeira, mas isso é
em parte porque seria difícil de detectar da Terra. Não importa o quanto
os cientistas olhem da Terra, todo o pó entre nós e o Sol fica no caminho,
enganando-os para que pensem que talvez o espaço perto do Sol esteja mais
empoeirado do que realmente é.
Stenborg
e Howard imaginaram que poderiam contornar esse problema construindo um modelo
baseado em imagens do espaço interplanetário do satélite STEREO da NASA -
abreviação de Solar and Terrestrial Relations Observatory.
Em
última análise, os dois queriam testar seu novo modelo em preparação para o
Parker Solar Probe da NASA, que atualmente está voando uma órbita altamente
elíptica em torno do Sol, balançando cada vez mais perto da estrela nos
próximos sete anos. Eles queriam aplicar sua técnica às imagens que Parker
enviará de volta a Terra e ver como a poeira perto do Sol se comporta.
Os
cientistas nunca trabalharam com dados coletados nesse território inexplorado,
tão perto do Sol. Modelos como Stenborg e Howard fornecem um contexto
crucial para o entendimento das observações da Sonda Solar Parker, além de
insinuar em que tipo de ambiente espacial a espaçonave se encontrará - limpa de
fuligem ou espumante.
Dois
tipos de luz aparecem nas imagens STEREO: a luz da atmosfera externa do Sol -
chamada de corona - e a luz refletida de toda a poeira que flutua pelo espaço. A
luz solar refletida nesta poeira, que lentamente gira em torno do Sol, é cerca
de 100 vezes mais brilhante que a luz coronal.
"Nós
não somos realmente pessoas de poeira", disse Howard, que também é o
principal cientista das câmeras STEREO e Parker Solar Probe que tiram fotos da
coroa. "A poeira perto do Sol só aparece em nossas observações e,
geralmente, nós jogamos fora." Cientistas solares como Howard - que
estudam a atividade solar para propósitos como previsão de tempo espacial
iminente, incluindo explosões gigantescas de material solar que o Sol às vezes
pode enviar para o nosso caminho - passaram anos desenvolvendo técnicas para
remover o efeito dessa poeira. Somente depois de remover a contaminação
leve da poeira, eles podem ver claramente o que a corona está fazendo.
Os
dois cientistas construíram seu modelo como uma ferramenta para os outros se
livrarem da poeira nas imagens STEREO - e, eventualmente, da Parker Solar Probe
-, mas a previsão do espaço livre de poeira permaneceu no fundo de suas mentes. Se
eles pudessem imaginar uma maneira de separar os dois tipos de luz e isolar o
brilho da poeira, eles poderiam descobrir quanta poeira estava realmente lá. Descobrir
que toda a luz de uma imagem vinha da coroa sozinha, por exemplo, poderia
indicar que finalmente encontraram espaço sem poeira.
O
anel de poeira de Mercúrio foi um achado de sorte, uma descoberta lateral feita
por Stenborg e Howard enquanto eles estavam trabalhando em seu modelo. Quando
usaram sua nova técnica nas imagens STEREO, eles notaram um padrão de brilho
aprimorado ao longo da órbita de Mercúrio - mais poeira, isto é - na luz que
eles planejavam descartar.
"Não
foi uma coisa isolada", disse Howard. "Em todo o Sol,
independentemente da posição da espaçonave, podemos ver o mesmo aumento de
cinco por cento no brilho da poeira, ou densidade. Isso disse que algo estava
lá, e é algo que se estende por todo o Sol".
Os
cientistas nunca consideraram que um anel possa existir ao longo da órbita de
Mercúrio, que é talvez por isso que não foi detectado até agora, disse
Stenborg. "As pessoas pensavam que Mercúrio, ao contrário da Terra ou
de Vênus, é muito pequeno e muito próximo do Sol para capturar um anel de
poeira", disse ele. "Eles esperavam que o vento solar e as
forças magnéticas do Sol derrubassem qualquer excesso de poeira na órbita de
Mercúrio".
Com
uma descoberta inesperada e uma nova ferramenta sensível, os pesquisadores
ainda estão interessados na zona livre de poeira. À medida que a Parker
Solar Probe continua sua exploração da coroa, seu modelo pode ajudar outras
pessoas a revelar quaisquer outras coelhinhas que estejam à espreita perto do
sol.
Asteroides
escondidos na órbita de Vênus
Esta não é a primeira vez que os cientistas encontraram um anel de
poeira no Sistema Solar interno. Vinte e cinco anos atrás, os cientistas
descobriram que a Terra orbita o Sol dentro de um gigantesco anel de poeira. Outros
descobriram um anel semelhante perto da órbita de Vênus, usando primeiro os
dados de arquivo das sondas espaciais Helios, em 2007, e confirmando em 2013,
com dados STEREO.
Desde
então, os cientistas determinaram que o anel de poeira na órbita da Terra vem
em grande parte do cinturão de asteroides, a vasta região em forma de anel
entre Marte e Júpiter, onde vive a maioria dos asteroides do Sistema Solar. Esses
asteroides rochosos batem constantemente uns contra os outros, soltando poeira
que se afunda na gravidade do Sol, a menos que a gravidade da Terra ponha o pó
de lado, na órbita do planeta.
A
princípio, parecia provável que o anel de poeira de Vênus se formasse como o da
Terra, a partir de poeira produzida em outras partes do Sistema Solar. Mas
quando o astrofísico da Goddard, Petr Pokorny, modelou a poeira em espiral em
direção ao Sol a partir do cinturão de asteroides, suas simulações produziram
um anel que combinava com as observações do anel da Terra - mas não com o de
Vênus.
Essa
discrepância fez com que ele se perguntasse se não o cinturão de asteroides, de
onde mais a poeira da órbita de Vênus vem? Após uma série de simulações,
Pokorny e seu parceiro de pesquisa Marc Kuchner supuseram que ele vem de um
grupo de asteroides nunca antes detectados que orbitam o Sol ao lado de Vênus. Eles
publicaram seu trabalho no The Astrophysical Journal Letters em 12 de março de
2019.
"Acho
que a coisa mais interessante sobre este resultado é que sugere uma nova
população de asteroides que provavelmente contém pistas sobre como o Sistema Solar
se formou", disse Kuchner. Se Pokorny e Kuchner puderem observá-los,
essa família de asteroides poderia lançar luz sobre as primeiras histórias de
Vênus e da Terra. Visto com as ferramentas certas, os asteroides também
poderiam desvendar pistas sobre a diversidade química do Sistema Solar.
Como
está disperso por uma órbita maior, o anel de poeira de Vênus é muito maior do
que o anel recém-detectado em Mercúrio. Cerca de 16 milhões de milhas de
cima para baixo e 6 milhões de milhas de largura, o anel está cheio de poeira,
cujos grãos maiores são aproximadamente do tamanho daqueles em lixa grossa. É
cerca de 10% mais denso com poeira do que o espaço circundante. Ainda
assim, é difuso - junte toda a poeira no ringue, e tudo o que você conseguirá é
um asteroide de duas milhas de diâmetro.
Usando
uma dúzia de ferramentas de modelagem diferentes para simular como a poeira se
move pelo Sistema Solar, Pokorny modelou todas as fontes de poeira que ele
poderia imaginar, procurando por um anel de Vênus simulado que correspondesse
às observações. A lista de todas as fontes que ele tentou soa como uma
chamada de todos os objetos rochosos no Sistema Solar: asteroides do Cinturão
Principal, cometas da Nuvem de Oort, cometas tipo Halley, cometas da família
Júpiter, recentes colisões no cinturão de asteroides.
"Mas
nenhum deles funcionou", disse Kuchner. "Então, começamos a
criar nossas próprias fontes de poeira".
Talvez,
pensavam os dois cientistas, a poeira viesse de asteroides muito mais próximos
de Vênus do que do cinturão de asteroides. Poderia haver um grupo de
asteroides co-orbitando o Sol com Vênus - o que significa que eles compartilham
a órbita de Vênus, mas ficam longe do planeta, muitas vezes do outro lado do
Sol. Pokorny e Kuchner raciocinaram que um grupo de asteroides na órbita
de Vênus poderia não ter sido detectado até agora, porque é difícil apontar
telescópios terrestres naquela direção, tão perto do Sol, sem a interferência
da luz do Sol.
Asteroides
em co-órbita são um exemplo do que é chamado de ressonância, um padrão orbital
que bloqueia diferentes órbitas, dependendo de como suas influências
gravitacionais se encontram. Pokorny e Kuchner modelaram muitas
ressonâncias potenciais: asteroides que circundam o Sol duas vezes para cada
três órbitas de Vênus, por exemplo, ou nove vezes para os dez de Vênus e um
para um. De todas as possibilidades, apenas um grupo produziu uma
simulação realista do anel de poeira de Vênus: um pacote de asteroides que
ocupa a órbita de Vênus, correspondendo às viagens de Vênus ao redor do Sol,
uma a uma.
Mas
os cientistas não poderiam simplesmente encerrá-lo um dia depois de encontrar
uma solução hipotética que funcionasse. "Nós pensamos que tínhamos
descoberto essa população de asteroides, mas depois tivemos que provar e
mostrar que funciona", disse Pokorny. "Ficamos animados, mas
então você percebe: 'Oh, há muito trabalho a fazer'".
Eles
precisavam mostrar que a própria existência dos asteroides faz sentido no
Sistema Solar. Seriam improvável, eles perceberam que os asteroides nessas
órbitas especiais e circulares perto de Vênus chegassem de algum outro lugar,
como o cinturão de asteroides. Sua hipótese faria mais sentido se os
asteroides estivessem lá desde o início do Sistema Solar.
Os
cientistas construíram outro modelo, desta vez começando com uma multidão de
10.000 asteroides vizinhos a Vênus. Eles permitem que a simulação avance
rapidamente por 4,5 bilhões de anos de história do Sistema Solar, incorporando
todos os efeitos gravitacionais de cada um dos planetas. Quando o modelo
chegou ao presente, cerca de 800 de seus asteroides de teste sobreviveram ao
teste do tempo.
Pokorny
considera isso uma taxa de sobrevivência otimista. Isso indica que os
asteroides poderiam ter se formado perto da órbita de Vênus no caos do início
do Sistema Solar, e alguns poderiam permanecer lá hoje, alimentando o anel de
poeira nas proximidades.
O
próximo passo é realmente fixar e observar os asteroides indescritíveis. "Se
há algo lá, devemos ser capazes de encontrá-lo", disse Pokorny. Sua
existência poderia ser verificada com telescópios baseados no espaço, como o
Hubble, ou talvez com imagens espaciais interplanetárias semelhantes às do
STEREO. Então, os cientistas terão mais perguntas para responder: quantos
deles estão lá, e quão grandes eles estão? Eles estão continuamente
derramando poeira, ou houve apenas um evento de rompimento?
Anéis
de poeira ao redor de outras estrelas
Os anéis de poeira que Mercúrio e Vênus estão a apenas um ou dois
quilômetros de distância, mas os cientistas detectaram muitos outros anéis de
poeira em sistemas estelares distantes. Vastos anéis de poeira podem ser
mais fáceis de detectar do que os exoplanetas e podem ser usados para inferir
a existência de planetas escondidos, e até mesmo suas propriedades orbitais.
Mas
interpretar anéis de poeira extrasolares não é simples. "Para modelar
e ler com precisão os anéis de poeira ao redor de outras estrelas, primeiro
precisamos entender a física da poeira em nosso próprio quintal", disse
Kuchner. Ao estudar os anéis vizinhos de poeira em Mercúrio, Vênus e
Terra, onde a poeira traça os efeitos duradouros da gravidade no Sistema Solar,
os cientistas podem desenvolver técnicas de leitura entre os anéis de poeira
próximos e distantes.
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab0827
Fonte: Space
Daily
por Lina
Tran para o GSFC News
Greenbelt
MD (SPX) 13 de março de 2019
http://www.spacedaily.com/reports/What_Scientists_Found_After_Sifting_Through_Dust_in_the_Solar_System_999.html
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Pesquisador Independente na Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e
Climatologia).
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do projeto S`Cool Ground Observation
(Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant
Energy System) administrado pela NASA.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and
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e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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