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Para ser um Cientista, tem que ser como uma Criança, naturalmente “curiosa”, e como um Sábio, que admite “não saber nada”.
A Ciência trilha num caminho em direção ao horizonte infinito - na busca pelo desconhecido.
Saturno eclipsa o Sol, como visto pela sonda Cassini. Crédito: NASA
Saturno pode estar fazendo um pequeno choque eletromagnético e torção que vem provocando tentativas dos cientistas para determinar quanto tempo leva para o planeta girar em seu eixo, de acordo com um novo estudo.
Descobrir a duração de um dia em qualquer planeta parece uma tarefa simples: encontre algum recurso no planeta e gire-o enquanto ele gira uma vez. Ou, se for um gigante gasoso como Júpiter, que não possui características sólidas na superfície, os cientistas podem ouvir modulações periódicas na intensidade dos sinais de rádio criados dentro do campo magnético rotativo do planeta.
E depois há Saturno, que há décadas desafia as tentativas de determinar seu período exato de rotação. Agora, um novo estudo no Journal of Geophysical Research : Space Physics da AGU pode finalmente ter revelado o truque da gigante de gás para esconder sua rotação e fornecer a chave para abrir mão de seu segredo.
A nova pesquisa mostra como as mudanças sazonais em Saturno podem ser tentativas confusas dos cientistas para calcular seu período exato de rotação.
O período de rotação de um planeta é um dos fatos fundamentais sobre um planeta, juntamente com seu tamanho, composição, período orbital e outros fatos que não apenas descrevem um planeta, mas ajudam a explicar seu comportamento, história e até fornecem pistas para sua formação.
Coy Saturn
Saturno emite apenas padrões de rádio de baixa frequência que são bloqueados pela atmosfera da Terra, dificultando o estudo da rotação de Saturno a partir da superfície da Terra. Em contraste, Júpiter emite padrões de rádio em frequências mais altas, o que permitiu que os radioastrônomos calculassem seu período de rotação antes que a era espacial começasse.
Somente depois que as naves espaciais foram enviadas para Saturno os cientistas conseguiram coletar dados sobre sua rotação. Os viajantes 1 e 2 enviaram para casa as primeiras dicas da rotação de Saturno em 1980 e 1981. Eles detectaram uma modulação da intensidade do rádio que sugeria que o planeta girava uma vez a cada 10 horas e 40 minutos.
"Isso foi o que foi chamado de período de rotação", disse Duane Pontius, do Birmingham-Southern College, no Alabama, e co-autor do novo estudo.
Quando a sonda Cassini chegou a Saturno 23 anos depois para estudar o planeta por 13 anos, encontrou algo surpreendente.
"Em 2004, vimos que o período havia mudado em 6 minutos, cerca de 1%", disse Pontius.
Um modelo analógico mecânico do que pode estar acontecendo com os hemisférios norte e sul da atmosfera de Saturno e do plasma magnetosférico para criar sinais enganosos de quão rápido o planeta está girando. O "freio" é a desaceleração do plasma à medida que voa mais longe do planeta, da mesma forma que os braços de um dançarino girando se movem mais devagar quando estão estendidos do que quando são mantidos próximos ao corpo. Crédito: EL Brooks, et al, 2019, JGR: Física espacial Mas como um planeta inteiro muda a velocidade de sua rotação em 20 anos? Esse é o tipo de mudança que leva centenas de milhões de anos. Ainda mais misteriosa foi a detecção, pela Cassini, de padrões eletromagnéticos, que sugeriam que a rotação do planeta é diferente nos hemisférios norte e sul.
"Durante muito tempo, presumi que havia algo errado com a interpretação dos dados", lembrou Pontius. "Simplesmente não é possível."
Estações de Saturno
Para descobrir o que realmente estava acontecendo, Pontius e seus co-autores começaram olhando como Saturno é diferente de seu irmão mais próximo, Júpiter.
"O que Saturno tem que Júpiter não tem, além dos anéis óbvios?" Perguntou Pôncio. A resposta: estações do ano. O eixo de Saturno é inclinado cerca de 27 graus, semelhante à inclinação de 23 graus da Terra. Júpiter quase não tem inclinação - apenas 3 graus.
A inclinação significa que os hemisférios norte e sul de Saturno recebem diferentes quantidades de radiação do Sol, dependendo da estação. As diferentes doses de luz ultravioleta afetam os átomos despojados - chamados plasma - na borda da atmosfera de Saturno.
De acordo com o modelo proposto por Pontius e seus colegas, as variações de UV do verão para o inverno nos diferentes hemisférios afetam o plasma, de modo que cria mais ou menos atrito nas altitudes onde encontra a atmosfera gasosa do planeta.
Essa diferença no arrasto torna a atmosfera mais lenta, que é o que define o período visto nos sinais de rádio.
Mude o plasma sazonalmente e o período das emissões de rádio, que é o que é visto em Saturno.
O novo modelo fornece uma solução para o quebra-cabeça dos períodos de rotação impossíveis de mudança de Saturno. Também mostra que os períodos observados não são o período de rotação do núcleo de Saturno, que permanece não mensurado.
Pontius apresentou o modelo no início deste ano em uma reunião de cientistas de Saturno e disse que foi bem recebido. Agora ele espera que outros pesquisadores dêem o próximo passo para refinar o modelo, explorando o quão bem ele se encaixa nos 13 anos de dados de Saturno coletados pela Cassini.
Hélio R.M. Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
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. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
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 Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
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