Novo estudo revela como somos sortudos em testemunhar os incríveis anéis de Saturno: ScienceAlert

Os anéis de Saturno são uma das joias do sistema solar, mas seu tempo parece curto e sua existência efêmera.

Novo estudo Eles indicam que os anéis têm entre 400 milhões e 100 milhões de anos – uma fração da idade do sistema solar. Isso significa que temos sorte de viver em uma época em que o planeta gigante tem seus próprios anéis maravilhosos. A pesquisa também revela que eles podem desaparecer em outros 100 milhões de anos.

Os anéis foram observados pela primeira vez em 1610 pelo astrônomo Galileu Galilei que, devido às limitações de resolução de seu telescópio, inicialmente os descreveu como dois planetas menores de cada lado do corpo principal de Saturno, parecendo estar em contato físico com ele.

Em 1659, o astrônomo holandês Christiaan Huygens publicou Systema Saturniumtornando-se o primeiro a descrevê-los como um sistema de anéis finos e planos que não toca o planeta.

Também mostrou como sua aparência muda, vista da Terra, conforme os dois planetas orbitam o Sol e por que eles parecem desaparecer em determinados momentos. Isso ocorre porque sua geometria de visualização nos faz vê-los na Terra periodicamente.

Os anéis são visíveis para qualquer pessoa com um par de binóculos adequado ou um modesto telescópio de quintal. Lançando branco contra o orbe amarelo pálido de Saturno, os anéis são compostos quase inteiramente de bilhões de partículas de gelo de água, que fluorescem através da dispersão da luz solar.

Uma página do System Saturnium publicada em 1659. (Biblioteca do Congresso dos EUA)

Em meio a esse material gelado existem depósitos de material escuro e empoeirado. Na ciência espacial, o termo “poeira” geralmente se refere a pequenos grânulos De material rochoso, mineral ou rico em carbono que é visivelmente mais escuro que o gelo. Eles também são referidos coletivamente como micrometeoritos. Esses grãos permeiam o sistema solar.

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Ocasionalmente, você pode vê-los entrar na atmosfera da Terra à noite como raios. Os campos gravitacionais dos planetas têm o efeito de aumentar ou concentrar essa “queda” de poeira planetária.

Com o tempo, essa queda adiciona massa a um planeta e altera sua composição química. Saturno é um gigante gasoso com um diâmetro de cerca de 60.000 km, cerca de 9,5 vezes a da Terra e uma massa de cerca de 95 vezes a da Terra. Isso significa que ele tem um “poço gravitacional” muito grande (o campo gravitacional que envolve um objeto no espaço) e é muito eficaz em direcionar grãos de poeira para Saturno.

curso de colisão

Os anéis se estendem de cerca de 2.000 quilômetros acima do topo das nuvens de Saturno até cerca de 80.000 quilômetros, ocupando uma grande quantidade de espaço. Quando a poeira que cai passa por ele, ela pode colidir com partículas de gelo nos anéis. Com o tempo, a poeira escurece gradativamente os anéis e aumenta sua massa.

A Cassini-Huygens foi uma espaçonave robótica lançada em 1997. Chegou a Saturno em 2004 e entrou em órbita ao redor do planeta, onde permanecerá até o final da missão em 2017. Analisador de Poeira Cósmica (CDA).

Usando dados do CDA, os autores do novo artigo compararam a população atual de poeira no espaço ao redor de Saturno com a massa estimada de material empoeirado escuro nos anéis. Eles descobriram que os anéis não têm mais de 400 milhões de anos e podem ter até 100 milhões de anos. Estas podem parecer longas escalas de tempo, mas são menos de um décimo dos 4,5 bilhões de anos do sistema solar.

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Isso também significa que os anéis não se formaram ao mesmo tempo que Saturno ou os outros planetas. Eles são, em termos cósmicos, uma adição recente ao sistema solar. Por mais de 90% da existência de Saturno, eles não estavam por perto.

Estrela da Morte

Isso leva a outro mistério: como os anéis se formaram primeiro, já que todos os principais planetas e luas do sistema solar se formaram muito antes? A massa total dos anéis é cerca de metade da massa de uma das menores luas geladas de Saturno, muitas das quais exibem características de impacto maciço em suas superfícies.

Um em particular, Little Moon Mimasapelidada de Estrela da Morte, em sua superfície há uma cratera de impacto de 130 quilômetros de largura chamada Herschel.

Esta não é de forma alguma a maior cratera do sistema solar. No entanto, Mimas tem apenas cerca de 400 quilômetros de largura, então esse impacto não precisou de muito mais energia para obliterar a lua. Mimas é composto de gelo de água, assim como os anéis, então é possível que os anéis possam ter se formado a partir de um impacto tão cataclísmico.

Uma lua cheia de crateras no espaço.
A lua de Saturno, Mimas, mostrando a Cratera Herschel. (NASA/JPL/SSI)

anel de chuva

Seja qual for a sua forma, o futuro dos anéis de Saturno não deixa dúvidas. O impacto dos grãos de poeira nas partículas de gelo ocorre em velocidades muito altas, separando pequenos fragmentos de gelo e poeira das partículas originais.

A luz ultravioleta do sol faz com que essas partes fiquem eletricamente carregadas efeito fotoelétrico. Como a Terra, Saturno tem um campo magnético e, uma vez carregados, esses minúsculos pedaços de gelo são liberados do sistema de anéis e presos pelo campo magnético do planeta.

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Coordenados com a gravidade do planeta gigante, eles são direcionados para a atmosfera de Saturno. Essa “chuva de anel” foi observada pela primeira vez de longe pelas espaçonaves Voyager 1 e Voyager 2 durante seus curtos sobrevôos de Saturno no início dos anos 80.

nos últimos dias Artigo de 2018 Os cientistas usaram contagens de poeira, novamente do CDA, quando a Cassini voou entre os anéis e os topos das nuvens de Saturno, para ver quanto gelo e poeira foram perdidos dos anéis ao longo do tempo. Este estudo mostrou que cerca de um conjunto de anéis de tamanho olímpico é perdido na atmosfera de Saturno a cada meia hora.

Esta taxa de fluxo foi usada para estimar que, dada a sua massa atual, os anéis provavelmente desaparecerão em menos de 100 milhões de anos. Esses belos anéis têm uma história turbulenta e, a menos que sejam renovados de alguma forma, serão devorados por Saturno.Conversação

Gareth DorianBolsista de Pós-Doutorado em Ciências Espaciais, Universidade de Birmingham

Este artigo foi republicado de Conversação Sob Licença Creative Commons. Leia o o artigo original.

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