JPL / Space Science Institute / NASA
O planeta Saturno, visto pela sonda Cassini durante o equinócio. Dados sobre o modo como os anéis arrefeceram durante esta altura fornecem informações sobre a natureza das partículas dos anéis.
Quando o Sol se pôs nos anéis de Saturno em agosto de 2009, os cientistas da missão Cassini da NASA assistiam de perto. Foi o equinócio – uma de duas vezes no ano de Saturno em que o Sol ilumina de lado o enorme sistema de anéis do planeta.
O evento constituiu uma oportunidade extraordinária para a sonda Cassini observar mudanças de curta duração nos anéis que revelam detalhes sobre a sua natureza.
Tal como a Terra, Saturno tem o seu eixo inclinado. Ao longo da sua órbita de 29 anos, os raios do Sol movem-se de norte para sul ao longo do planeta e dos anéis – e vice-versa.
A mudança da luz do Sol faz com que a temperatura dos anéis – formados por biliões de partículas geladas – varie de estação para estação.
Durante o equinócio, que durou apenas alguns dias, apareceram sombras invulgares e estruturas onduladas e, durante o crepúsculo deste breve período, os anéis começaram a arrefecer.
Num estudo publicado recentemente na revista Icarus, uma equipa de cientistas da Cassini anuncia que uma secção dos anéis parece ter tido uma ligeira “febre” durante o equinócio.
A temperatura mais alta do que o esperado forneceu uma janela única para a estrutura interior das partículas dos anéis, geralmente não disponível aos cientistas.
“Geralmente, não podemos aprender muito sobre a composição das partículas de gelo dos anéis de Saturno mais do que um milímetro abaixo da superfície. Mas o facto de uma parte dos anéis não ter arrefecido como esperado permitiu-nos modelar o que podem ser no interior,” afirma Ryuji Morishima, investigador do JPL da NASA em Pasadena, no estado americano da Califórnia, que liderou o estudo.
Os investigadores examinaram dados recolhidos pelo instrumento CIRS (Composite Infrared Spectrometer) da Cassini durante o ano em redor do equinócio, que essencialmente registou a temperatura dos anéis à medida que arrefeciam.
Compararam então a temperatura com modelos computacionais que tentam descrever as propriedades das partículas dos anéis numa escala individual.
O que descobriram foi intrigante.
Para a maior parte da gigante imensidão dos anéis de Saturno, os modelos previram corretamente o modo como arrefeceram à medida que caíram na escuridão.
Mas uma secção – o mais externo dos grandes anéis principais, o denominado Anel A – ficou mais quente do que os modelos previram. O pico de temperatura foi especialmente proeminente no meio do Anel A.
A fim de abordarem esta curiosidade, Morishima e colegas realizaram uma investigação detalhada de como as partículas dos anéis com estruturas diferentes aquecem e arrefecem durante as estações de Saturno.
Os estudos anteriores com base em dados da Cassini mostraram que as partículas geladas dos anéis são fofas, no exterior, como neve fresca. Este material exterior, chamado rególito, é criado com o passar do tempo, à medida que pequenos impactos pulverizam a superfície de cada partícula.
A análise da equipa sugere que a melhor explicação para as temperaturas do Anel A durante o equinócio é que o anel é composto em grande parte por partículas com aproximadamente 1 metro, principalmente gelo sólido com apenas uma fina camada de rególito.
“Uma alta concentração de pedaços de gelo sólido, nesta região dos anéis de Saturno, é inesperada,” afirma Morishima.
“As partículas dos anéis geralmente espalham-se e tornam-se uniformemente distribuídas ao longo de uma escala de tempo de aproximadamente 100 milhões de anos”, acrescenta.
A acumulação de partículas densas num só lugar sugere que, ou algum processo as colocou lá no passado geológico recente ou então as partículas estão, de algum modo, confinadas a essa zona.
Os cientistas sugerem um par de hipóteses para explicar esta aglomeração.
Uma lua poderá ter existido neste local dentro dos últimos 100 milhões de anos e terá sido destruída, talvez por um impacto gigante.
Alternativamente, alegam que pequenas luas, do tamanho de pedregulhos, podem estar a transportar estas partículas geladas e densas à medida que migram para dentro do anel.
Estas pequenas luas podem dispersar os pedaços de gelo no meio do Anel A enquanto quebram-se devido à influência gravitacional de Saturno e das suas luas maiores.
“Este resultado peculiar é fascinante porque sugere que o meio do anel A de Saturno pode ser muito mais jovem do que o resto dos anéis,” explica Linda Spiler, cientista do projeto Cassini do JPL e coautora do estudo.
“Outras partes do anel podem ser tão antigas quanto o próprio Saturno”, acrescenta.
