1510: CIENTISTAS DETERMINAM FINALMENTE A DURAÇÃO DO DIA EM SATURNO

Imagem do hemisfério norte de Saturno obtida pela sonda Cassini em 2016, quando essa parte do planeta estava perto do solstício de verão. Um ano em Saturno são 29 anos terrestres; os dias têm apenas a duração de 10h:33m:38s, de acordo com uma nova análise de dados da Cassini.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Usando novos dados da sonda Cassini da NASA, os investigadores pensam ter resolvido um antigo mistério da ciência do Sistema Solar: a duração do dia em Saturno. É 10 horas, 33 minutos e 38 segundos.

O valor iludiu os cientistas planetários durante décadas, porque o gigante gasoso não tem superfície sólida com marcos para rastrear enquanto gira, e tem um campo magnético invulgar que esconde o período de rotação do planeta.

A resposta, descobriu-se, estava escondida nos anéis.

Durante as órbitas da Cassini em redor de Saturno, os instrumentos examinaram os anéis gelados e rochosos em detalhes sem precedentes. Christopher Mankovich, estudante de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, EUA, usou os dados para estudar padrões de ondas dentro dos anéis.

O seu trabalho determinou que os anéis respondem a vibrações dentro do próprio planeta, agindo de forma semelhante aos sismógrafos usados para medir o movimento provocado por sismos. O interior de Saturno vibra a frequências que causam variações no seu campo gravitacional. Os anéis, por sua vez, detectam esses movimentos no campo.

“As partículas nos anéis não podem deixar de sentir estas oscilações no campo gravitacional,” disse Mankovich. “Em locais específicos nos anéis, estas oscilações capturam partículas no momento certo nas suas órbitas para gradualmente acumular energia e essa energia é convertida como uma onda observável.”

A investigação de Mankovich, publicada no dia 17 de Janeiro na revista The Astrophysical Journal, descreve como ele desenvolveu modelos da estrutura interna de Saturno que combinam com as ondas dos anéis. Isso permitiu com que ele rastreasse os movimentos do interior do planeta – e, assim, a sua rotação.

A rotação de 10h:33m:38s que a análise rendeu é vários minutos mais rápida do que as estimativas anteriores de 1981, baseadas em sinais de rádio da sonda Voyager da NASA.

A análise dos dados da Voyager, que estimou o dia como tendo a duração de 10h:39m:33s, baseou-se na informação do campo magnético. A Cassini também usou dados do campo magnético, mas as estimativas anteriores variavam entre 10h:36m até 10h:48m.

Os cientistas geralmente dependem dos campos magnéticos para medir as rotações dos planetas. O eixo magnético de Júpiter, como o da Terra, não está alinhado com o seu eixo de rotação. Por isso, gira enquanto o planeta roda, permitindo aos cientistas medir um sinal periódico nas ondas de rádio para obter o período de rotação. No entanto, Saturno é diferente. O seu campo magnético único está quase perfeitamente alinhado com o seu eixo de rotação.

É por isso que a descoberta nos anéis foi a chave para determinar a duração do dia. Os cientistas estão entusiasmados com a melhor resposta até agora para uma questão tão central sobre o planeta.

“Os investigadores usaram ondas nos anéis para espiar o interior de Saturno e esta característica fundamental do planeta, há muito procurada, saltou à vista. E é um resultado realmente sólido,” disse Linda Spilker, cientista do projecto Cassini. “Os anéis tinham a resposta.”

A ideia de que os anéis de Saturno podiam ser usados para estudar a sismologia do planeta foi sugerida pela primeira em 1982, muito antes das observações necessárias serem possíveis.

O co-autor Mark Marley, agora do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia, subsequentemente aprofundou a ideia para a sua tese de doutoramento em 1990. Além de mostrar como os cálculos podiam ser feitos, previu onde poderiam estar as assinaturas dos anéis de Saturno. Ele também observou que a missão Cassini, na altura nos estágios de planeamento, seria capaz de fazer as observações necessárias para testar a ideia.

“Duas décadas depois, nos anos finais da missão Cassini, os cientistas analisaram os dados e encontraram características dos anéis nas posições previstas por Mark,” disse o co-autor Jonathan Fortney, professor de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e membro da equipa da Cassini. “Este trabalho visa aproveitar ao máximo estas observações.”

A missão da Cassini terminou em Setembro de 2017 quando, com pouco combustível, mergulhou deliberadamente na atmosfera de Saturno, para evitar a queda nas luas do planeta.

Astronomia On-line
22 de Janeiro de 2019

 

1455: Anéis tornam Saturno mais sombrio, azul e menos nublado no inverno

JPL / Space Science Institute / NASA
O planeta Saturno, visto pela sonda Cassini durante o equinócio

Em Saturno, a mudança das estações pode significar mudanças na nebulosidade – e cor – dos céus. Nos 13 anos em que a sonda Cassini orbitou Saturno, de 2004 a 2017, os cientistas notaram que a atmosfera no hemisfério norte do planeta passou de azul para dourado ou mesmo salmão.

De acordo com uma nova investigação, a alteração de cor surgiu de mudanças na quantidade de neblina accionada pela luz solar na atmosfera de Saturno.

“Penso que ficámos todos surpreendidos com o porquê da atmosfera ser azul,” disse o cientista planetário Scott Edgington, vice cientista do projecto da missão Cassini. Edington apresentou os novos achados numa palestra há duas semanas atrás na reunião de outono da União Geofísica Americana em Washington, D.C.

Os cientistas esforçam-se por descobrir todas as fontes de luz que brilham em Saturno e por entender como a luz interage quimicamente com a atmosfera do planeta. Responder a estas perguntas pode ajudar os cientistas a melhor entenderem as diferenças nas atmosferas dos gigantes gasosos do Sistema Solar, Júpiter e Saturno, e nos gigantes gelados Úrano e Neptuno.

Júpiter e Saturno têm neblinas que lhes dão uma cor dourada, enquanto Úrano e Neptuno têm atmosferas mais limpas como o céu azul da Terra num dia sem nuvens. Mas, tal como os investigadores viram nas imagens da Cassini, Saturno nem sempre estava coberto por névoa dourada. “É claro que ficámos a coçar as nossas cabeças,” comenta Edgington. “Por que não é nublado em todos lugares, tal como Júpiter?”

No caso de Saturno, a luz solar particularmente limitada no inverno parece deixar a atmosfera do planeta recuperar de ataques de nebulosidade. O motivo da protecção solar extra? Os enormes anéis do planeta.

O principal factor das estações de Saturno é a inclinação do planeta, tal como na Terra. A Terra está inclinada de tal modo que o hemisfério norte enfrenta o Sol mais directamente em Junho e o hemisfério sul em Dezembro. Em Dezembro, o hemisfério norte passa por longas noites de inverno enquanto o hemisfério sul goza de longos dias de verão.

O mesmo efeito acontece em Saturno, que tem uma inclinação ligeiramente superior à da Terra. Mas Saturno também tem um grande sistema de anéis que bloqueia a luz solar para o hemisfério inclinado para longe do Sol, tornando os Invernos ainda menos ensolarados no gigante de gás.

A alteração de exposição solar do planeta é responsável pelas mudanças sazonais na nebulosidade atmosférica, explicou Edgington.

A luz solar separa as moléculas do gás metano, elemento este que corresponde a uma fracção pequena, mas significativa da atmosfera de Saturno. O metano é quebrado para formar outras moléculas como etano e acetileno, que desencadeiam uma rede complexa de reacções químicas que eventualmente dão azo à neblina.

Quando um hemisfério de Saturno desfruta de um inverno sombreado, o processo de formação da neblina diminui. As partículas existentes de neblina aglomeram-se para formar grãos mais pesados e afundam-se ainda mais na atmosfera do planeta, fora de vista e sem novas porções de neblina para os substituir.

Graças a isso, os Verões saturnianos tendem a ter um céu nebuloso e dourado, enquanto os Invernos têm céus mais claros e azuis. “Parece que há uma ligação directa entre o que vemos e o que a química nos diz que deve acontecer,” realçou Edginton.

Os cientistas vão continuar a estudar os dados da atmosfera de Saturno recolhidos pela Cassini. Ainda precisam de incorporar os últimos anos de dados da Cassini neste projecto, salienta Edgington.

Um aspecto do projecto com que Edgington parecia especialmente entusiasmado era descobrir como a luz reflectida dos anéis de Saturno contribui para a exposição solar do planeta. Dado que os anéis de Saturno estendem-se muito além do corpo principal do planeta, a luz solar pode ser reflectida das partes mais distantes dos anéis e incidir sobre o lado escuro do planeta. “Até o lado escuro do planeta não é, na realidade, assim tão escuro,” disse Edgington.

ZAP // CCVAlg

Por CCVAlg
7 Janeiro, 2019

 

1385: Cientistas encontram a água mais estranha de todo o Sistema Solar

ESA
Um dos satélites de Saturno, Febe

Febe, um dos satélites de Saturno, tem a água mais incomum do Sistema Solar, apontou um novo estudo levado a cabo por uma equipa de cientistas do Instituto de Ciência Planetária de Tucson, no estado norte-americano do Arizona.

Para a investigação, publicada no fim de Novembro na revista Icarus, os cientistas analisaram os isótopos de deutério (D/H) dos anéis e dos satélites de Saturno. Segundo conclui o estudo, todos os anéis e satélites analisados têm uma água surpreendentemente semelhante à composição isotópica da Terra, à excepção do satélite Febe.

Tal como nota a Phys.org, a água do satélite Febe é a mais estranha quando comparada aos demais satélites e planetas do Sistema Solar. A sua composição isotópica mostrou que as suas reversas de água têm oito vezes mais deutério do que os outros satélites de Saturno. Por este motivo, concluíram os cientistas, Febe foi formada num lugar distante e frio bem longe do nosso sistema.

“A proporção  D/H de Febe é o valor máximo medido já encontrado no Sistema Solar, o que significa que tem a sua origem no sistema solar frio e exterior, muito para além Saturno”, explicou Roger N. Clark, autor da investigação.

Ainda no âmbito desta pesquisa, os cientistas mediram também a relação entre o carbono 13 e o carbono 12 (13C/12C). Uma outra lua de Saturno, a Jápeto, revelou ter uma proporção de carbono semelhante à terrestre, enquanto a de Febe é cinco vez maior.

Estes dados, apontam os cientistas, sugerem que o satélite se formou nas extremidades mais frias do Sistema Solar, para lá de Saturno, sendo, posteriormente, “capturado” por uma órbita do segundo maior planeta do Sistema Solar.

As medições foram feitas remotamente a partir da sonda da NASA Cassini usando o espectrómetro de mapeamento visual e infravermelho (VIMS). Cassini, que passou 13 anos a estudar Saturno de perto, mergulhou no passado Setembro na última etapa da sua missão, fornecendo preciosos dados finais que sustentaram esta pesquisa.

ZAP //

Por ZAP
7 Dezembro, 2018

 

1122: Chovem partículas minúsculas do anel mais interno de Saturno

NASA / /JPL-Caltech
A sonda Cassini da NASA

Durante as suas últimas órbitas em 2017, a sonda Cassini mergulhou entre os anéis de Saturno e a sua atmosfera, sendo banhada por uma chuva de partículas minúsculas a que os astrónomos chamaram de chuva ring rain.

A sonda internacional da NASA, que explorou Saturno e as suas luas entre 2004 e 2017, terminou os seus trabalhos no ano passado, mas as suas descobertas continuam a fascinar-nos. Agora, e pouco depois de os cientistas terem perdido contacto com Cassini, são publicados novas pesquisas sobre as órbitas finais da sonda.

De acordo com uma nova investigação, publicada na semana passada na revista Science, um equipa de cientistas recolheu com sucesso material microscópico que flui entre Saturno e o seu anel mais interno – conhecido como anel D.

“As nossas medições mostram exactamente quais são estes materiais, como é que estes são distribuídos e quanta poeira está a entrar em Saturno”, disse Hsu, autor principal do estudo e pesquisador associado do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP).

Durante décadas, os astrónomos suspeitaram que os anéis de Saturno atingiram o planeta com grãos de gelo. Agora, e com as observações de Cassini divulgadas recentemente, surgem as primeiras visões detalhadas sobre estas chuvas celestes.

A investigação aponta que a chuva dos anéis está altamente contaminada com matéria orgânica e outras moléculas, atingindo Saturno com milhares de quilogramas por segundo. compreender a quantidade e a composição destas chuvas pode ajudar a esclarecer a origem e a evolução dos anéis de Saturno, nota a Science News.

A água representa apenas 25% do material que “chove” dos anéis de Saturno para a atmosfera. De acordo com a investigação, o material restante é composto por metano, dióxido de carbono, nitrogénio, amoníaco, dióxido de carbono e nano-partículas orgânicas.

A diversidade da composição química da chuva de anéis foi “uma grande surpresa”, uma vez que observações remotas mostram que o sistema de anéis de Saturno é quase inteiramente constituído por gelo, explicou Lisa Spilker, investigadora do Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA, que não participou no estudo.

Os cientistas ainda não conseguem explicar com certeza por que motivo a chuva de anéis é tão desprovida de água. Mas uma coisa é certa: chove em Saturno. A cada segundo, os anéis de Saturno fazem “chover” milhares de quilogramas de de água gelada, bem como moléculas orgânicas e outras partículas minúsculas.

Golpe de engenharia e navegação

A descoberta agora divulgada é fruto da grand finale da missão, na qual Cassini realizou um conjunto de manobras arriscadas nos anéis do planeta. Segundo os cientistas, citados pela Physics.org, a recolha destas poeiras sob estas condições revelou-se um golpe de engenharia e navegação, que a equipa já aspirava desde 2010.

“Esta é a primeira vez que partículas dos anéis de Saturno são analisadas com instrumentos construídos pelo Homem”, disse Sascha Kempf, co-autora do estudo e investigadora associada do LASP. “Se há alguns anos nos tivessem perguntado se isto era possível, nos teríamos respondido ‘de forma alguma’”, reiterou a cientista.

A incrível Cassini foi lançada em 1997, tendo chegado ao sexto planeta do Sistema Solar em 2004. A sonda, fruto de um projecto conjunto da NASA, ESA e da ASI, tinha como principal objectivo estudar Saturno e os seus satélites naturais.

ZAP //

Por ZAP
10 Outubro, 2018

 

1120: A CIÊNCIA INOVADORA DAS ÓRBITAS ULTRA-PRÓXIMAS DE SATURNO PELA CASSINI

Ilustração: sonda Cassini da NASA em órbita de Saturno.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Novas investigações emergentes das órbitas finais da sonda Cassini da NASA representam um grande avanço na compreensão do sistema de Saturno – especialmente a região misteriosa e nunca antes explorada entre o planeta e os seus anéis. Algumas ideias preconcebidas estão a mostrar-se erradas, enquanto estão sendo levantadas novas questões.

Seis equipas de investigadores publicaram os seus resultados na edição de 5 de Outubro da revista Science, com base nas descobertas do Grande Final da Cassini. Foi quando, à medida que a sonda ficava sem combustível, a equipa da missão conduziu a Cassini espectacularmente perto de Saturno em 22 órbitas antes de deliberadamente a vaporizar num mergulho final na atmosfera no mês de Setembro de 2017.

Sabendo que os dias da Cassini estavam contados, a equipa da missão procurava ouro científico. A espaço-nave voou onde nunca foi projectada para voar. Pela primeira vez, estudou o ambiente magnetizado de Saturno, voou através de partículas rochosas e geladas dos anéis e cheirou a atmosfera na divisão de 2000 km entre os anéis e o topo das nuvens. Não só a trajectória de voo levou a nave aos limites, como a novas descobertas que ilustram quão poderosos e ágeis eram os instrumentos.

Estão por vir muitos outros resultados científicos do Grande Final, mas aqui estão alguns dos destaques da semana passada:

  • Compostos orgânicos complexos embebidos em nanogrãos de água “chovem” dos anéis de Saturno para a sua atmosfera superior. Os cientistas viram água e silicatos, mas ficaram surpresos ao ver também metano, amónia, monóxido de carbono, azoto e dióxido de carbono. A composição do material orgânico é diferente daquele encontrado na lua Encélado – e também diferente do da lua Titã, o que significa que há pelo menos três reservatórios distintos de moléculas orgânicas no sistema de Saturno.
  • Pela primeira vez, a Cassini viu de perto como os anéis interagem com o planeta e observou partículas e gases no anel interno caindo directamente na atmosfera. Algumas partículas assumem cargas eléctricas e espiralam ao longo das linhas do campo magnético, caindo em Saturno a latitudes mais altas – um fenómeno conhecido como “chuva do anel”. Mas os cientistas ficaram surpresos ao ver que outras são arrastadas rapidamente para Saturno no equador. E tudo cai do anel a uma maior velocidade do que se pensava – até 10.000 kg de material por segundo.
  • Os cientistas ficaram surpresos ao ver o aspecto do material na divisão entre os anéis e a atmosfera de Saturno. Sabiam que as partículas dos anéis variam entre grandes e pequenas. Mas a amostragem na divisão exibiu partículas principalmente minúsculas, de tamanho nanométrico, como fumaça, sugerindo que algum processo ainda desconhecido “mói” as partículas.
  • Saturno e os seus anéis estão ainda mais ligados do que os cientistas pensavam. A Cassini revelou um sistema de corrente eléctrica, anteriormente desconhecido, que liga os anéis ao topo da atmosfera de Saturno.
  • Os cientistas descobriram uma nova cintura de radiação em torno de Saturno, perto do planeta e composta por partículas energéticas. Descobriram que, embora a cintura intersete o anel mais interior, este é tão ténue que não impede a formação da cintura.
  • Ao contrário de qualquer outro planeta com um campo magnético no nosso Sistema Solar, o campo magnético de Saturno está quase completamente alinhado com o seu eixo de rotação. Os novos dados mostram um campo magnético com uma inclinação inferior a 0,0095 graus (o campo magnético da Terra está inclinado 11 graus em relação ao seu eixo de rotação). De acordo com tudo o que os cientistas sabem sobre a formação dos campos magnéticos planetários, Saturno não deveria ter um. É um mistério que os físicos estão a tentar resolver.
  • A Cassini voou por cima dos pólos magnéticos de Saturno, amostrando directamente as regiões onde as emissões de rádio são geradas. As descobertas mais do que duplicaram o número de medições directas de fontes de rádio do planeta, um dos poucos locais não-terrestres onde os cientistas foram capazes de estudar um mecanismo de geração de rádio que se pensar operar por todo o Universo.
  • Para a missão Cassini, a ciência resultante das órbitas do Grande Final mais do que justificam o risco calculado de mergulhar na divisão – raspando a atmosfera superior e contornando a orla dos anéis interiores, comenta a cientista Linda Spilker, do projecto Cassini.

“Quase tudo o que acontece naquela região acabou sendo uma surpresa,” explica Spilker. “Essa foi a importância de ir até lá, de explorar um lugar onde nunca fomos antes. E a expedição realmente valeu a pena – os dados são tremendamente excitantes.”

A análise dos dados dos instrumentos da sonda Cassini vai continuar durante anos, ajudando a pintar uma imagem mais clara de Saturno.

“Permanecem muitos mistérios, enquanto montamos as peças do puzzle,” realça Spilker. “Os resultados das órbitas finais da Cassini mostraram ser mais interessantes do que podíamos imaginar.”

Astronomia On-line
9 de Outubro de 2018

 

1101: Surpresa. Atmosfera de Saturno é alimentada pelos seus anéis

Primeiros estudos sobre as derradeiras observações da sonda Cassini, feitas há um ano, antes de ela se despenhar na atmosfera do planeta, mostram um mundo ainda cheio de mistérios. Resultados são publicados na Science

Saturno vista pela Cassini

Foto NASA/JPL-Caltech

Um ano depois do mergulho da Cassini na densa atmosfera de Saturno, surgem agora os primeiros estudos com base nas últimas observações que a sonda fez e enviou para Terra durante os momentos finais da sua missão – e da sua existência. E há novidades para contar. Entre elas, a da estreita, e até agora insuspeita, interacção entre o anel D, o mais próximo da superfície do planeta (os anéis de Saturno não são um contínuo, mas uma sucessão deles), e a sua atmosfera.

No estudo do último sopro da Cassini, os cientistas constataram que as partículas e elementos químicos presentes no anel D, como o metano, o dióxido de carbono ou o azoto estão constantemente “a cair” do anel para alimentar a atmosfera saturniana. Além disso, o anel D, justamente, contém um volume surpreendente de elementos orgânicos que também fazem aquele percurso anel-atmosfera.

A presença de tantos elementos orgânicos no anel interno de Saturno terá a ver com a passagem recente de um cometa, por ali, estimam os cientistas. Como é sabido, os núcleos destes astros viajantes são ricos em moléculas orgânicas, que são essenciais à existência da vida, tal como a conhecemos na Terra – existe até uma teoria de a vida é transportada através do espaço pelos cometas e que, por isso, deverá existir em muitos outros mundos, para além do nosso. As observações da Cassini mostraram, aliás, que a lua Encélado, de Saturno, é um dos mundos dos sistema solar onde existem essas moléculas necessárias à vida.

Com estes novos dados, Saturno revela-se um mundo ainda mais complexo e fascinante,

“O que percebemos é que há uma verdadeira cascata de elementos a cair do anel”, afirma Hunter Waite, que liderou o grupo que fez esse estudo sobre a relação entre o anel D e a atmosfera de Saturno, um dos seis que hoje publicado na revista Science e que, em conjunto, avaliam os últimos dados enviados pela Cassini, a 15 de Setembro do ano passado, pouco antes de se desintegrar na atmosfera do planeta.

Os anéis são maioritariamente feitos de pedaços de gelo e de poeiras, além daqueles elementos químicos. Na atmosfera, entre os mais abundantes, estão o hidrogénio, a água ou ainda o butano e o propano. “O tipo de elementos que usaríamos para fazer um grelhado no quintal”, graceja o astrónomo Kelly Miller, co-autor do estudo.

Um campo magnético diferente

Além dos estudo da atmosfera e dos anéis, que foram observados pela Cassini com uma proximidade inédita, a sonda registou ainda dados sobre o campo magnético do planeta e captou imagens das suas auroras boreais. E também aqui há novidades, já que os dados deixam antever ali um processo de geração do campo magnético que parece muito distinto do que acontece na Terra.

As observações sugerem que o campo magnético de Saturno é produzido por um complexo sistema de camadas no interior do planeta, com uma cintura de radiação adicional localizada no interior dos seus inconfundíveis anéis.

“Observamos a assinatura avassaladora de campos magnéticos em Saturno relacionados com os anéis, ou com padrões de vento na sua atmosfera”, descreve Gregory Hunt, físico do Imperial College de Londres, co-autor do estudo.

Sobre o muito que ainda não se sabe, e sobre os novos mistérios que estes dados fazer emergir, os cientistas não estão preocupados. “A missão da Cassini terminou há um ano, mas vamos continuar a olhar para os seus dados, que vão proporcionar-nos novas descobertas nos próximos anos”, garante Gregory Hunt.

Diário de Notícias
Filomena Naves
04 Outubro 2018 — 19:00

 

1082: TEMPESTADES DE POEIRA EM TITÃ DESCOBERTAS PELA PRIMEIRA VEZ PELA CASSINI

Impressão de artista de uma tempestade de poeira em Titã. Os investigadores pensam que podem ser levantadas grandes quantidades de poeira em Titã, a maior lua de Saturno, por fortes rajadas de vento que têm origem em poderosas tempestades de metano. Estas tempestades de metano, observadas anteriormente em imagens obtidas pela sonda Cassini, podem formar campos de dunas que cobrem as regiões equatoriais desta lua, especialmente perto do equinócio, a altura do ano em que o Sol atravessa o equador.
Crédito: IPGP/Labex UnivEarthS/Universidade de Paris Diderot – C. Epitalon & S. Rodriguez

Dados da sonda internacional Cassini, que explorou Saturno e as suas luas entre 2004 e 2017, revelaram o que parecem ser tempestades de poeira gigantes nas regiões equatoriais de Titã.

A descoberta, descrita num artigo publicado na Nature Geoscience, faz de Titã o terceiro corpo do Sistema Solar onde foram observadas tempestades de poeira – os outros dois são Terra e Marte.

A observação está a ajudar os cientistas a entender melhor o ambiente fascinante e dinâmico da maior lua de Saturno.

“Titã é uma lua muito activa,” diz Sebastien Rodriguez, astrónomo da Universidade Paris Diderot, na França, e principal autor do estudo.

“Já sabemos disso sobre a sua geologia e o ciclo exótico de hidrocarbonetos. Agora podemos adicionar outra analogia com a Terra e Marte: o ciclo de poeira activa.”

Moléculas orgânicas complexas, que resultam da química atmosférica e que, uma vez grandes o suficiente acabam por cair na superfície, podem ser levantadas a partir de grandes campos de dunas ao redor do equador de Titã.

Titã é um mundo intrigante – de uma maneira bastante semelhante à Terra. Na verdade, é a única lua do Sistema Solar com uma atmosfera substancial e o único corpo celeste que não o nosso planeta, onde se sabe que ainda existem corpos estáveis de líquido superficial.

Há, no entanto, uma grande diferença: enquanto na Terra esses rios, lagos e mares estão cheios de água, em Titã é principalmente o metano e o etano que fluem através desses reservatórios líquidos. Neste ciclo único de metano, as moléculas de hidrocarbonetos evaporam, condensam-se em nuvens e chovem de volta ao solo.

O tempo em Titã varia de estação para estação, assim como na Terra. Em particular, em torno do equinócio, na altura em que o Sol cruza o equador de Titã, podem formar-se nuvens maciças em regiões tropicais e causar fortes tempestades de metano. A Cassini observou tais tempestades durante vários dos seus voos aproximados a Titã.

Quando Sebastien e a sua equipa viram pela primeira vez três clarões equatoriais incomuns em imagens de infravermelho obtidas pela Cassini, ao redor do equinócio do norte da lua em 2009, pensaram que poderiam ser exactamente essas nuvens de metano. Uma investigação completa revelou que, afinal, eram algo completamente diferente.

“Do que sabemos sobre a formação de nuvens em Titã, podemos dizer que essas nuvens de metano, nesta área e nesta época do ano, não são fisicamente possíveis,” diz Sebastien. “As nuvens de metano convectivas que podem desenvolver-se nesta área e durante este período de tempo, conteriam gotículas enormes e deveriam estar em altitudes muito altas, muito maiores que os 10 km que a modelação nos diz sobre a localização destas particularidades.”

Os investigadores também foram capazes de descartar que as características estavam na superfície sob a forma de chuva congelada de metano ou de gelo. Estes pontos de superfície teriam uma assinatura química diferente e permaneceriam visíveis durante muito mais tempo, enquanto as características brilhantes deste estudo foram apenas visíveis de 11 horas a cinco semanas.

A modelação também mostrou que as características devem ser atmosféricas, mas ainda próximas da superfície – muito provavelmente formando uma camada muito fina de minúsculas partículas orgânicas sólidas. Uma vez que estavam localizadas sobre os campos de dunas ao redor do equador de Titã, a única explicação restante era que os pontos eram, na realidade, nuvens de poeira levantadas a partir das dunas.

Sebastien diz que embora esta seja a primeira observação de uma tempestade de poeira em Titã, a descoberta não é surpreendente.

“Pensamos que a sonda Huygens, que pousou na superfície de Titã em Janeiro de 2005, levantou uma pequena quantidade de poeira orgânica na chegada, devido à sua poderosa esteira aerodinâmica,” diz Sebastien. “Mas o que vimos aqui com a Cassini é numa escala muito maior. As velocidades de vento próximas da superfície necessárias para elevar uma quantidade tão grande de poeira, como vemos nestas tempestades de poeira, teriam de ser muito fortes – cerca de cinco vezes mais fortes que a velocidade média estimada pelas medições da Huygens perto da superfície e com modelos climáticos”.

A Huygens fez apenas uma medição directa da velocidade do vento superficial pouco antes de aterrar em Titã e, naquela época, era muito baixa, menos de 1 metro por segundo.

“No momento, a única explicação satisfatória para estes fortes ventos da superfície é que estes podem estar relacionados às poderosas rajadas que podem surgir diante das imensas tempestades de metano que observamos naquela área e estação do ano,” conclui Sébastien.

Este fenómeno, denominado de “haboob”, também pode ser observado na Terra, com nuvens de poeira gigantes que precedem tempestades em áreas áridas.

A existência de ventos tão fortes que geram tempestades de poeira maciças também implica que a areia subjacente seja igualmente posta em movimento, e que as gigantes dunas que cobrem as regiões equatoriais de Titã ainda estão activas e em mudança contínua.

Os ventos poderiam estar a transportar a poeira levantada das dunas através de grandes distâncias, contribuindo para o ciclo global de poeira orgânica em Titã, e causando efeitos similares àqueles que podem ser observados na Terra e em Marte.

Astronomia On-line
28 de Setembro de 2018

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714: Cientistas descobrem moléculas necessárias para a vida em lua de Saturno

sjrankin / Flickr
Encélado, uma das luas de Saturno, captada pela sonda Cassini, da NASA

Cientistas descobriram a existência de complexas moléculas baseadas em carbono nas águas de Encélado, a sexta maior lua de Saturno.

Até agora, tais moléculas só tinham sido encontradas na Terra e em alguns meteoritos. Acredita-se que tenham sido formadas por reacções entre a água e rochas mornas num oceano subterrâneo de Encélado.

Embora isso não seja um sinal de existência de vida, indica que a sexta maior lua de Saturno pode ser capaz de abrigar organismos que já existam. A descoberta foi feita pela análise de dados recolhidos pela sonda Cassini.

“Estas enormes moléculas contêm uma complexa rede geralmente constituída por centenas de átomos”, diz Frank Postberg, autor do estudo publicado esta semana na revista Nature. “Trata-se da primeira detecção da história de organismos dessa complexidade num ambiente aquático extraterrestre”, acrescenta.

Na Terra, geralmente estas moléculas são criadas biologicamente, mas pode não ser o caso nesta lua de Saturno. “São precursoras necessárias para a vida”, explica Postberg. Mas, no que diz respeito à descoberta em Encélado, “até ao momento não sabemos se esses organismos são irrelevantes biologicamente ou se são sinais de vida ou de química prebiótica”.

Para que exista vida, é necessário haver água líquida, energia, matéria orgânica (compostos de carbono) e um grupo particular de elementos (hidrogénio, nitrogénio, oxigénio, fósforo e enxofre).

O fósforo e o enxofre nunca foram encontrados em Encélado, mas os outros ingredientes estão lá presentes.

A Cassini nunca foi projectada para detectar vida, na verdade, a missão espacial foi lançada antes mesmo de os cientistas terem descoberto peculiares fontes de água a emergir do pólo sul desta lua de Saturno.

A sonda desintegrou-se em 2017, depois de ter passado 13 anos a explorar Saturno – e de ter documentado, em 2005, a existência de géiseres de água congelada.

Um detalhe importante é que já existe na Terra uma tecnologia capaz de distinguir se as moléculas encontradas em Saturno têm origem biológica. Por isso, “o próximo passo lógico é voltar em breve a Encélado para descobrir se há vida extraterrestre lá”, diz Postberg.

ZAP // BBC

Por ZAP
1 Julho, 2018

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633: Juno resolve mistério com 39 anos dos raios de Júpiter

 

Desde que a sonda Voyager 1 da NASA passou por Júpiter, em Março de 1979, os cientistas têm procurado descobrir a origem das descargas eléctricas em Júpiter. Esse encontro confirmou a existência dos relâmpagos jovianos, de que a teoria falava há séculos. Mas quando a sonda avançou, os dados mostraram que os sinais de rádio associados às descargas eléctricas não correspondiam aos sinais produzidos pelos raios aqui na Terra.

Num novo artigo, publicado na revista Nature, os cientistas da missão Juno da NASA descrevem agora como as descargas eléctricas em Júpiter são análogas às da Terra, embora tenham uma distribuição praticamente oposta.

Ilustração da distribuição de raios no hemisfério norte de Júpiter, composta por uma imagem da JunoCam e por desenhos ilustrativos. Os dados da missão Juno indicam que a maior parte das descargas eléctricas em Júpiter acontecem perto dos pólos.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/SwRI/JunoCam.

“Independentemente do planeta, os raios agem como transmissores de rádio – enviando ondas de rádio quando cruzam o céu,” disse Shannon Brown, do Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA, em Pasadena, Califórnia, cientista da Juno e principal autora do estudo. “Mas até à Juno, os sinais de raios registados pelas sondas espaciais (Voyager 1 e 2, Galileo, Cassini) limitaram-se a detecções visuais ou então foram registados na faixa dos quilohertz do espectro de rádio, apesar de terem sido procurados sinais na faixa dos megahertz. Houve muitas teorias a tentar dar uma explicação, mas nenhuma chegou à resposta.”

Chega a Juno, que está na órbita de Júpiter desde 4 de Julho de 2016. No seu conjunto de instrumentos altamente sensíveis está o MWR (Microwave Radiometer Instrument), que regista as emissões do gigante gasoso num amplo espectro de frequências.

“Nos dados das oito primeiras passagens, o MWR detectou 377 descargas eléctricas,” disse Brown. “Foram gravadas na faixa dos megahertz e dos gigahertz, que é onde se detectam as emissões de raios terrestres. Julgamos que a razão pela qual somos os únicos a observar isto se deve ao facto de a Juno estar a voar mais perto dos raios que nunca, e estarmos à procura numa frequência de rádio que passa facilmente através da ionosfera de Júpiter.”

Ao mesmo tempo que mostra como os raios de Júpiter são semelhantes aos da Terra, o novo estudo também observa que estes relâmpagos surgem em cada planeta em locais muito diferentes.

“A distribuição de raios em Júpiter é oposta à distribuição na Terra,” disse Brown. “Há muita actividade perto dos pólos de Júpiter, mas nenhuma perto do equador. Ora, isto não se aplica ao nosso planeta – basta perguntar a alguém que more nos trópicos.”

Porque motivo se concentram os raios na Terra perto do equador e em Júpiter perto dos pólos? A resposta relaciona-se com o calor.

Sabe-se que a Terra recebe a maior parte do calor externamente, da radiação solar. Como o equador terrestre é mais directamente afectado pela luz do Sol, o ar quente e húmido sobe (por convecção) mais livremente, alimentando as trovoadas e produzindo mais raios nessa região.

A órbita de Júpiter está cinco vezes mais distante do Sol que a da Terra, o que significa que o planeta gigante recebe 25 vezes menos luz solar que a Terra. A atmosfera de Júpiter recebe a maior parte do calor de dentro do planeta, porém, os raios solares não são irrelevantes. Eles fornecem algum calor que aquece mais o equador de Júpiter que os pólos – tal como acontece na Terra. Os cientistas acreditam que este aquecimento equatorial é suficiente para criar estabilidade na atmosfera superior de Júpiter, inibindo a subida do ar quente a partir de dentro. Os pólos, que não recebem esse calor na atmosfera superior, ficam sem estabilidade atmosférica, o que permite que os gases quentes do interior de Júpiter subam, estimulando a convecção e criando, deste modo, condições para os raios.

“Estas descobertas podem ajudar-nos a compreender melhor a composição, circulação e os fluxos de energia em Júpiter,” disse Brown. Mas surge ainda uma outra questão: “embora observemos raios próximos a ambos os pólos, por que é que são principalmente registados no pólo norte de Júpiter?”

Num segundo artigo, publicado na revista Nature Astronomy, Ivana Kolmašová, da Academia Checa de Ciências, em Praga, e a sua equipa apresentam o maior banco de dados de emissões de rádio de baixa frequência geradas por raios em torno de Júpiter (whistlers) até à data. O conjunto, com mais de 1600 sinais recolhidos pelo instrumento Waves da Juno, é quase 10 vezes superior ao registado pela Voyager 1. A Juno detectou picos de quatro relâmpagos por segundo (semelhantes a taxas observadas em tempestades na Terra) que são seis vezes superiores aos picos detectados pela Voyager 1.

“Estas descobertas só podiam acontecer com a Juno,” disse Scott Bolton, do Southwest Research Institute, San Antonio, investigador principal da Juno. “A sua órbita única permite que a sonda voe mais perto de Júpiter que qualquer outra sonda na história, e por isso a força do sinal do que o planeta está a irradiar é mil vezes mais forte. Além disso, contamos com instrumentos de micro-ondas e de ondas de plasma de última geração, que nos permitem detectar até mesmo os sinais de luz fracos da cacofonia das emissões de rádio de Júpiter.”

A sonda Juno fará o seu 13º voo sobre os misteriosos topos de nuvens de Júpiter no dia 16 de Julho.

Fonte da notícia: NASA
Portal do Astrónomo
Teresa Direitinho
7 Junho, 2018

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584: ESTUDO EXAMINA A HISTÓRIA DAS PEQUENAS LUAS DE SATURNO

A formação de Atlas, uma das pequenas luas interiores de Saturno. A sua forma achatada, em forma de ravioli, é o resultado de uma colisão e fusão entre dois corpos de tamanho idêntico. A imagem é uma instantâneo da colisão, antes da reorientação da lua, devido às marés, ficar completa.
Crédito: A. Verdier

As pequenas luas interiores de Saturno parecem-se com ravioli e com “spaetzle” (massa alemã) gigantes. A sua forma espectacular foi revelada pela sonda Cassini. Pela primeira vez, investigadores da Universidade de Berna mostram como essas luas foram formadas. As formas peculiares são um resultado natural das colisões e fusões entre pequenas luas de tamanho semelhante, como demonstram simulações em computador.

Quando Martin Rubin, astrofísico da Universidade de Berna, viu as imagens das luas de Saturno, Pã e Atlas, na Internet, ficou intrigado. As imagens obtidas pela sonda Cassini em Abril de 2017 mostravam objectos que a NASA descreveu no seu comunicado de imprensa como discos voadores com diâmetros de aproximadamente 30 km. Com os seus grandes cumes e centros bulbosos, Pã e Atlas também se assemelham com raviolis gigantes. Martin Rubin queria saber como é que estes objectos peculiares se formaram e perguntou ao colega Martin Jutzi se poderiam ser o resultado de colisões, semelhantes àquela que formou o cometa Chury, como Jutzi havia demonstrado anteriormente com simulações em computador.

Martin Jutzi e Adrien Leleu, ambos membros do NCCR PlanetS, aceitaram o desafio de calcular o processo de formação das pequenas luas interiores de Saturno. Os primeiros testes simples funcionaram bem. “Mas depois levámos em consideração as forças de maré e os problemas acumularam-se,” recorda Adrien Leleu. “As condições perto de Saturno são muito especiais,” confirma Martin Jutzi. Dado que Saturno tem 95 vezes mais massa do que a Terra e as luas interiores orbitam o planeta a uma distância menos de metade da distância Terra-Lua, as marés são enormes e separam quase tudo. Portanto, as luas interiores de Saturno não poderiam ter-se formado com estas formas peculiares através da acreção gradual de material em torno de um único núcleo. Um modelo alternativo chamado regime piramidal sugere que estas luas foram formadas por uma série de fusões de pequenas luas de tamanho similar.

Tendo resolvido os seus problemas iniciais, os investigadores puderam verificar o regime piramidal, mas ainda mais: mostraram que as colisões das pequenas luas resultaram, exactamente, nas formas fotografadas pela Cassini. Fusões de frente (ou quase de frente) levaram a objectos achatados com grandes cristas equatoriais, como observado em Atlas e Pã. Com ângulos de impacto um pouco mais oblíquos, as colisões resultaram em formas mais alongadas parecidas com massa da Alemanha (“spaetzle”), como na lua Prometeu, de 90 km de comprimento, fotografada pela Cassini.

Colisões frontais têm uma alta probabilidade

Com base na órbita actual das luas e no seu ambiente orbital, os cientistas foram capazes de estimar que as velocidades de impacto foram da ordem das dezenas de metros por segundo. Simulando colisões nesta gama para vários ângulos de impacto, obtiveram várias formas estáveis parecidas com raviolis e com “spaetzle”, mas apenas para ângulos de impacto baixos. “Se o ângulo de impacto for maior do que dez graus, as formas resultantes já não são estáveis,” comenta Adrien Leleu. Qualquer objecto em forma de “patinho de borracha”, como o Cometa Chury, desmoronaria por causa das marés de Saturno. “É por isso que as pequenas luas de Saturno parecem muito diferentes dos cometas que geralmente têm formas bilobadas,” explica Martin Jutzi.

Curiosamente, as colisões frontais não são tão raras quanto se poderia achar. Pensa-se que as pequenas luas interiores tenham origem nos anéis de Saturno, um disco fino localizado no plano equatorial do planeta. Como Saturno não é uma esfera perfeita, mas sim oblata, torna difícil que qualquer objecto deixe esse plano estreito. Assim, colisões quase de frente são frequentes e o ângulo de impacto tende a diminuir ainda mais em encontros subsequentes. “Uma fracção significativa de tais colisões ocorre no primeiro encontro ou após um ou dois eventos ‘toca-e-foge’,” concluem os autores no seu artigo publicado na revista Nature Astronomy. “A este respeito, Saturno é um local quase perfeito para estudar estes processos,” realça Martin Rubin.

Embora os investigadores se tivessem concentrado principalmente nas pequenas luas interiores de Saturno, também descobriram uma possível explicação para um mistério de longa data a respeito da terceira maior lua de Saturno, Jápeto. Porque é que Jápeto tem uma forma oblata e uma crista equatorial distinta? “Os nossos resultados de modelagem sugerem que essas características podem ser o resultado de uma fusão entre luas de tamanho idêntico que ocorrem a um ângulo próximo do frontal, semelhante às luas mais pequenas,” resumem os investigadores.

Astronomia On-line
25 de maio de 2018

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546: Sonda Galileu viu água na lua Europa há 20 anos (mas a NASA não deu por isso)

K. Retherford / Southwest Research Institute
Vapor de água em Europa

A NASA anunciou ter mais sinais de que a lua Europa tem jactos de água. A sonda Galileu já os tinha visto em 1997, mas a NASA não tinha percebido.

Apesar de os dados serem antigos, uma nova análise da NASA acabou de dar aos cientistas mais uma razão para encarar a lua Europa como um dos principais alvos na busca de vida extraterrestre, depois de os investigadores terem encontrado sinais de plumas de água.

A NASA já tinha confirmado a existência de um oceano de água líquida debaixo da camada de gelo que compõe a superfície da lua de Júpiter, mas agora, quase dois anos depois, a agência espacial norte-americana tem mais novidades sobre esta descoberta.

Agora, há ainda mais evidências de que existem aberturas na superfície por onde a água é ejectada para o exterior. Esta teoria é muito antiga. Aliás, a sonda Galileu, que sobrevoou o satélite no final dos anos 90, já tinha passado por cima dessas plumas. Mas a NASA não deu por isso.

De acordo com o Observador, a sonda Galileu notou numa anomalia térmica. Enquanto sobrevoava a 206 quilómetros de altitude, observou um segundo campo magnético que parecia conter o principal. Mas ninguém sabia o que isso significava.

Mais tarde, a sonda Cassini sobrevoou Encélado e encontrou o mesmo fenómeno. Embora os astrónomos suspeitassem que essas anomalias eram provocadas por jactos de água, nem mesmo as imagens do Telescópio Hubble permitiram confirmar essas teorias.

Mas 20 anos depois, os investigadores centraram-se nas análises feitas pela sonda Galileu e analisaram-nas com mais atenção. “Os sinais da existência de plumas sempre esteve a um nível intrigante, mas não definitivo”, recorda o Instituto de Tecnologia de Califórnia.

“É difícil perceber a menos que se esteja à procura. Estas plumas são muito difusas – não é como se se estivesse a voar por cima de uma mangueira sem perceber”, descreve o Jet Propulsion Laboratory da NASA.

Quem tomou a iniciativa foi uma equipa da Universidade de Michigan, liderada por Xianzhe Jia, cujo estudo foi publicado na Nature. As plumas em Encélado, captadas pela Cassini, foram uma grande ajuda para a equipa, já que havia características do campo magnético de Encélado muito semelhantes às encontradas em Europa: os géiseres de água.

Contudo, ainda não há certezas absolutas. Para isso, teremos de esperar até que a NASA tenha a oportunidade de olhar melhor para Europa, nomeadamente durante a missão Europa Clipper, que poderá ser lançada em Junho de 2022. A ESA tem também uma missão planeada, a Jupiter Icy Moons Explorer, que deverá ser lançada na mesma altura.

ZAP //

Por ZAP
16 Maio, 2018

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