A galáxia M100 e o planeta anão Ceres

A perspectiva conta muito na vida, especialmente ao observar o espaço profundo.

© Damon Mitchell Scotting (M100 e Ceres)

Nesta rara e maravilhosa ocasião, o astrofotógrafo Damon Mitchell Scotting conseguiu captar o planeta anão Ceres, mais de um bilhão de vezes menor que sua contraparte galáctica, transitando além dos braços espirais da galáxia. 

A sequência de imagens, com exposições longas num período de oito horas, foi obtida no Observatório El Sauce, Río Hurtado, Chile, nos dias 22, 27 e 31 de março de 2023, 12 de janeiro e 2 de março de 2024. 

Esta fotografia foi altamente recomendada na categoria Planetas, Cometas e Asteroides na premiação do Astronomy Photographer of the Year Planets do Royal Museums Greenwich. 

Fonte: Royal Observatory

Plutão em cores reais

Qual é a cor de Plutão, realmente?

© New Horizons / Alex Parker (Plutão)

Demorou algum esforço para descobrir. Mesmo tendo em conta todas as imagens enviadas de volta à Terra quando a sonda robótica New Horizons passou por Plutão em 2015, processar estes quadros multiespectrais para aproximar o que o olho humano veria foi um desafio. 

O resultado apresentado aqui, divulgado três anos após os dados brutos terem sido adquiridos pela New Horizons, é a imagem em cores reais de Plutão de maior resolução já obtida. Visível na imagem está o Tombaugh Regio, de cor clara e em forma de coração, com o inesperadamente liso Sputnik Planitia, feito de nitrogênio congelado, preenchendo seu lobo ocidental. 

A New Horizons descobriu que o planeta anão tem uma superfície surpreendentemente complexa composta por muitas regiões com tonalidades perceptivelmente diferentes. No total, porém, Plutão é majoritariamente castanho, com grande parte da sua cor suave originada de pequenas quantidades de metano superficial energizado pela luz ultravioleta do Sol.

Veja mais em: New Horizons passou hoje mais perto de Plutão e O possível oceano subterrâneo de Plutão.

Fonte: NASA

Encontrado um anel em torno do planeta anão Quaoar

Durante uma pausa na observação de planetas em torno de outras estrelas, a missão CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite) da ESA observou um planeta anão no nosso próprio Sistema Solar e deu uma contribuição decisiva para a descoberta de um denso anel de material à sua volta.

© ESA (ilustração do sistema Quaoar)

O planeta anão é conhecido como Quaoar. A presença de um anel a uma distância de quase sete vezes e meia o raio de Quaoar abre um mistério para os astrônomos resolverem: porque é que este material não coalesceu numa pequena lua? 

O anel foi descoberto através de uma série de observações realizadas entre 2018 e 2021. Utilizando uma coleção de telescópios terrestres e o telescópio espacial CHEOPS, os astrônomos assistiram à passagem de Quaoar em frente a uma sucessão de estrelas distantes, bloqueando brevemente a sua luz. Tal evento é conhecido como uma ocultação. 

Observar como a luz da estrela ocultada diminui de brilho fornece informações sobre o tamanho e forma do objeto no plano da frente e pode revelar se tem ou não uma atmosfera. Neste caso, quedas menores antes e depois da ocultação principal traíram a presença de material em órbita de Quaoar. 

Quaoar faz parte de uma coleção de mundos pequenos e distantes conhecidos como objetos transnetunianos (OTNs). Conhecem-se cerca de 3.000. Como o nome sugere, os OTNs encontram-se nos confins do Sistema Solar, além da órbita do planeta Netuno. Os maiores dos OTNs são Plutão e Éris. Com um raio estimado em 555 km, Quaoar ocupa o número sete da lista de tamanhos e é orbitado por uma pequena lua chamada Weywot, com um raio de aproximadamente 80 km. 

O estudo destes planetas anões é difícil devido às suas pequenas dimensões e distâncias extremas. O próprio Quaoar orbita o Sol a quase 44 vezes a distância Sol-Terra. Portanto, as ocultações são ferramentas particularmente valiosas. Até há pouco tempo, porém, era difícil prever exatamente quando e onde teriam lugar. Para que uma ocultação ocorra, o alinhamento entre o objeto interveniente (neste caso, o OTN), a estrela e o telescópio tem que ser extremamente preciso. 

No passado, tem sido quase impossível cumprir os rigorosos requisitos de precisão para se ter a certeza de ver um evento. No entanto, para alcançar este objetivo foi criado o projeto Lucky Star do ERC (European Research Council), coordenado por Bruno Sicardy, da Universidade de Sorbonne e do Observatório de Paris - PSL (LESIA), para prever as próximas ocultações por OTNs e para coordenar a observação destes eventos com observatórios profissionais e amadores de todo o mundo. 

Recentemente, o número de ocultações estelares observadas tem vindo a aumentar. Isto deve-se, em grande parte, à contribuição dos dados da missão de mapeamento Gaia da ESA. A nave espacial proporcionou uma precisão tão impressionante nas suas posições estelares que as previsões feitas pela equipe do Lucky Star se tornaram muito mais precisas.

A primeira vez que a equipe tentou observar uma ocultação com o CHEOPS, que envolveu Plutão, a previsão não era suficientemente precisa, pelo que não pôde ser observada nenhuma ocultação. Contudo, o alinhamento foi mais favorável na segunda tentativa, quando observaram Quaoar. Durante esta observação, fizeram a primeira detecção, de uma ocultação estelar por um objeto transnetuniano a partir do espaço.

O CHEOPS fornece uma excelente relação sinal-ruído porque o telescópio não está olhando através dos efeitos de distorção da atmosfera inferior da Terra. Esta claridade provou ser decisiva no reconhecimento do sistema de anéis de Quaoar porque permitiu eliminar a possibilidade de que as quedas de luz fossem provocadas por um efeito da atmosfera da Terra. 

Ao combinar várias detecções secundárias, efetuadas com telescópios na Terra, foi possível ter a certeza de que eram provocadas por um sistema de anéis em redor de Quaoar. Bruno Morgado, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil, liderou a análise. Ele combinou os dados do CHEOPS com os de grandes observatórios profissionais de todo o mundo e de cientistas cidadãos amadores, todos eles tendo observado Quaoar ocultando várias estrelas ao longo dos últimos anos. 

Quando foi unidas todas as observações, foram notadas quedas de brilho que não eram provocadas por Quaoar, mas que apontavam para a presença de material numa órbita circular. 

Quando se trata de sistemas de anéis, o planeta gigante Saturno é rei. Saturno ostenta uma coleção de poeira e pequenas luas que circundam o equador do planeta. Apesar de ser uma visão impressionante, a massa do sistema de anéis é bastante pequena. No total, corresponde entre 1/3 e metade da massa da lua de Saturno, Mimas, ou cerca de metade da massa da camada de gelo na Antártida. 

O anel de Quaoar é muito menor que o de Saturno, mas não menos intrigante. Não é o único sistema de anéis conhecido em torno de um planeta anão ou planeta menor. Os outros dois - em torno de Chariklo e Haumea, foram detectados através de observações terrestres. Porém, o que torna o anel de Quaoar único é onde se encontra relativamente ao próprio Quaoar.

Qualquer objeto celeste com um campo gravitacional apreciável terá um limite dentro do qual um objeto em aproximação será dilacerado. Isto é conhecido como o limite de Roche. Espera-se que existam sistemas de anéis dentro do limite de Roche, que é o caso de Saturno, Chariklo e Haumea.

Assim sendo, o que torna esta descoberta tão intrigante em torno de Quaoar é que o anel de material está muito mais longe do que o limite de Roche. Isto é um mistério porque, de acordo com o pensamento convencional, os anéis para lá do limite de Roche acabam por coalescer numa pequena lua em apenas algumas décadas. Como resultado das nossas observações, a noção clássica de que os anéis densos sobrevivem apenas dentro do limite de Roche de um corpo planetário tem que ser profundamente revista. 

Os resultados iniciais sugerem que as temperaturas geladas em Quaoar podem desempenhar um papel ao prevenir que as partículas se mantenham juntas, mas são necessárias mais investigações.

Um artigo foi publicado na revista Nature. 

Fonte: ESA

Estudo revela a origem do planeta anão Ceres

Um estudo, que contou com a colaboração do astrônomo do Observatório Nacional (ON/MCTI), Dr. Rodney Gomes, revelou a origem do planeta anão Ceres, o maior objeto do Cinturão de Asteroides localizado entre Marte e Júpiter.

© ESO/L. Calçada (Ceres)

De acordo com os pesquisadores, o planeta anão foi formado na zona mais fria do Sistema Solar, que se estende além da órbita de Júpiter. Posteriormente, Ceres teria sido lançado para o Cinturão de Asteroides, onde permanece até hoje. 

O que levou os cientistas a essa conclusão foi a composição diferenciada de Ceres em relação aos objetos vizinhos. O planeta anão tem um formato aproximadamente esférico, com o núcleo sendo provavelmente composto de ferro e silicato. Seu diâmetro é de quase mil quilômetros, mas a massa de Ceres não é suficientemente grande para segurar, por atração gravitacional, uma atmosfera.

Contudo, o que realmente destaca Ceres dos demais objetos é seu manto de gelo de amônia e água, que evapora com a incidência da luz solar, formando uma névoa que se dispersa no exterior. Como a maioria dos corpos do cinturão não tem amônia, é provável que Ceres tenha sido formado fora do Cinturão, em uma órbita além de Saturno, onde a amônia era abundante. Depois, devido à instabilidade gravitacional provocada pela formação de Júpiter e Saturno, Ceres teria sido “puxado” para a zona média do Cinturão.

“A presença de gelo de amônia é uma forte evidência observacional de que Ceres possa ter sido formado na região mais fria do Sistema Solar, além da chamada Linha de Gelo, onde as temperaturas eram baixas o suficiente para ocorrer condensação e fusão de água e substâncias voláteis, como monóxido de carbono, dióxido de carbono e amônia,” afirmou o autor principal do estudo Rafael Ribeiro de Sousa, professor da Universidade Estadual Paulista (Unesp). 

Quando o Sistema Solar estava em formação, há cerca de 4,5 bilhões de anos, essa Linha Gel, que hoje está próxima da órbita de Júpiter, variou de posição, de acordo com a evolução do disco de gás protoplanetário (disco composto por 99% de gás e 1% de poeira). Mais precisamente, a perturbação gravitacional provocada pelo crescimento dos planetas pode ter alterado a densidade, a pressão e a temperatura do disco, deslocando a Linha de Gelo e fazendo com que planetas em crescimento migrassem para órbitas mais próximas do Sol.

Para chegar a esta conclusão, os cientistas realizaram simulações computacionais da fase de formação dos planetas gigantes, considerando as presenças de Júpiter, Saturno, embriões planetários (precursores de Urano e Netuno) e vários objetos similares em tamanho e composição química a Ceres. Nas simulações, eles verificaram que a fase de formação dos planetas gigantes caracterizou-se por colisões gigantescas entre os precursores de Urano e Netuno e pela ejeção de planetas para fora do Sistema Solar. Além disso, a perturbação gravitacional espalhou objetos similares a Ceres por toda a parte, sendo que alguns provavelmente alcançaram a região do Cinturão de Asteroides, adquirindo órbitas estáveis.

“Nosso principal resultado indica que, no passado, havia no mínimo 3.500 objetos do tipo Ceres, além da órbita de Saturno. E que, com esse número de objetos, nosso modelo mostrou que um deles conseguiu ser transportado e capturado no Cinturão de Asteroides, em uma órbita muito similar à órbita atual de Ceres,” destacou o professor Ribeiro de Sousa. 

O estudo, então, corrobora pesquisas anteriores que já haviam estimado o número de 3.500 objetos de tipo Ceres a partir da observação de crateras e de tamanhos de outras populações de astros situadas além de Saturno.

“Com nosso cenário, fomos capazes de confirmar tal número e explicar as propriedades orbitais e químicas de Ceres. Esse trabalho conta um ponto a favor dos modelos mais recentes de formação do Sistema Solar,” resume Ribeiro de Sousa.

O Cinturão de Asteroides é uma espécie de laboratório, pois guarda informações do que teria sido a evolução do Sistema Solar primitivo. “Nos primórdios do Sistema Solar, interagiam gravitacionalmente objetos maiores chamados proto-planetas e objetos menores, denominados planetesimais, pequenos corpos que, em se agregando, formariam os proto-planetas e finalmente os planetas. Nesse tempo ainda existia um disco de gás no qual esses corpos estavam imersos. Esse disco de gás teria tido um importante papel na estabilização final da órbita de Ceres,” disse Gomes. 

Quando os planetas já estavam praticamente formados, muitos dos planetesimais restantes, encontrando um meio menos denso, não conseguiram se aglutinar em corpos maiores e permaneceram no seu tamanho original. Hoje esses planetesimais são os chamados asteroides, que se encontram em sua maior parte entre as órbitas de Marte e Júpiter, como também os objetos transnetunianos, que se encontram além da órbita de Netuno.

“No entanto, os asteroides hoje apresentam composições químicas bastante variadas, sugerindo que tenham vindo de regiões diferentes. A maior parte teria tido sua origem na própria região asteroidal, muito embora nesta região tenha havido uma ‘mistura’ de objetos inicialmente em distâncias diferentes ao Sol. Contudo, alguns objetos, devido a sua composição de elementos mais voláteis, sugerem terem vindo de regiões mais afastadas do Sol e este seria o caso de Ceres," disse Gomes. 

"O trabalho liderado por Rafael Ribeiro de Souza tem justamente o objetivo de mostrar um caminho dinâmico pelo qual Ceres se deslocou de sua posição inicial além dos planetas gigantes até a sua posição atual dentro do Cinturão de Asteroides. Além disso, o estudo visa mostrar que esse caminho tem uma probabilidade significativa de ter ocorrido, sendo, portanto, uma hipótese provável. Minha contribuição foi principalmente orientar o Rafael no emprego de ferramentas estatísticas e sua interpretação a fim de avaliar a probabilidade da hipótese. Entre várias importâncias que esse trabalho pode ter, uma delas é dar mais uma comprovação do modelo primordial de formação e evolução do Sistema Solar primitivo. Também motiva a realização de um estudo mais amplo sobre a origem de outros asteroides de composição compatível com uma formação primordial além das órbitas originais dos planetas gigantes,” complementa Gomes.

Além de Ribeiro de Sousa e Rodney Gomes, também assinam o artigo o professor Ernesto Vieira Neto (UNESP) e pesquisadores da Université Côte d’Azur, na França; da Rice University e nos Estados Unidos. 

O estudo em questão será publicado em junho deste ano no periódico Icarus. 

Fonte: Observatório Nacional

Os gigantescos vulcões de gelo de Plutão

Os cientistas da missão New Horizons da NASA determinaram que múltiplos episódios de criovulcanismo podem ter criado alguns tipos de estruturas à superfície de Plutão, nunca vistas em nenhum outro lugar do Sistema Solar.

© NASA/JHUAPL/SwRI (região próxima à Sputnik Planitia em Plutão)

O material expulso de baixo da superfície deste distante planeta anão gelado poderia ter criado uma região de grandes cúpulas e elevações ladeadas por colinas, montes e depressões. 

A New Horizons foi a missão da NASA que fez a primeira exploração de Plutão e do seu sistema de cinco luas.

Em vez de erosão ou outros processos geológicos, a atividade criovulcânica parece ter extrudido grandes quantidades de material para o exterior de Plutão e ter ressurgido toda uma região do hemisfério que a New Horizons viu de perto.

A equipe de cientistas analisou a geomorfologia e composição de uma área localizada a sudoeste do brilhante e gelado "coração" de Plutão, Sputnik Planitia. A região criovulcânica contém várias grandes cúpulas, que vão de 1 a 7 quilômetros de altura e 30 a 100 ou mais quilômetros de largura, que por vezes se fundem para formar estruturas mais complexas. Colinas irregulares interligadas, montes e depressões cobrem os lados e os topos de muitas das estruturas maiores. Nesta área existem poucas ou nenhumas crateras, o que indica que é geologicamente jovem. As maiores estruturas da região rivalizam com o vulcão Mauna Loa no Havaí. 

Mesmo com a adição de amoníaco e outros componentes semelhantes a anticongelantes para baixar a temperatura de fusão da água gelada, um processo semelhante à forma como o sal inibe a formação de gelo nas ruas e estradas, as temperaturas extremamente baixas e as pressões atmosféricas em Plutão congelam rapidamente a água líquida à sua superfície. 

Uma vez que se trata de terrenos geológicos jovens e que foram necessárias grandes quantidades de material para os criar, é possível que a estrutura interior de Plutão tenha retido calor num passado relativamente recente, permitindo que materiais ricos em água fossem depositados à superfície. 

Os fluxos criovulcânicos capazes de criar as grandes estruturas poderiam ter ocorrido se o material tivesse uma consistência semelhante à da pasta de dentes, se se comportasse de certa forma como os glaciares sólidos de gelo na Terra ou se tivesse uma concha ou calota com material ainda capaz de fluir por baixo. 

De acordo com a equipe, outros processos geológicos, considerados capazes de criar as características, são improváveis. Por exemplo, a área tem variações significativas nos altos e baixos do terreno que não poderiam ter sido criados através da erosão. Não foram vistas evidências de erosão glaciar extensa ou de sublimação no terreno úmido que rodeia as maiores estruturas.

Imagens obtidas em 2015 pela sonda New Horizons revelaram diversas características geológicas que povoam Plutão, incluindo montanhas, vales, planícies e glaciares. Foram particularmente intrigantes porque esperava-se que as temperaturas geladas à distância de Plutão produzissem um mundo gelado e geologicamente inativo.

Este trabalho recentemente publicado é um verdadeiro marco, mostrando mais uma vez a personalidade geológica de Plutão, e como tem sido incrivelmente ativo durante longos períodos.

Um artigo foi publicado na revista Nature Communications.

Fonte: Southwest Research Institute

Áreas brilhantes de Ceres vêm de água salgada por baixo

A sonda Dawn da NASA deu aos cientistas vistas extraordinárias do planeta anão Ceres, que fica no cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter.

© NASA/JPL-Caltech (Cratera Occator)

Quando a missão terminou em outubro de 2018, o orbitador encontrava-se a menos de 35 km da superfície, revelando detalhes nítidos das misteriosas regiões brilhantes pelas quais Ceres ficou conhecido.

Os cientistas descobriram que as áreas brilhantes eram depósitos constituídos principalmente de carbonato de sódio, um composto de sódio, carbono e oxigênio. Provavelmente tiveram origem num líquido que se infiltrou até à superfície e se evaporou, deixando para trás uma crosta altamente refletiva de sal. Mas o que ainda não haviam determinado era a origem deste líquido.

Analisando dados recolhidos perto do final da missão, os cientistas da Dawn concluíram que o líquido veio de um reservatório profundo de salmoura, ou água enriquecida com sal. Ao estudar a gravidade de Ceres, os cientistas aprenderam mais sobre a estrutura interna do planeta anão e foram capazes de determinar que o reservatório de salmoura tem cerca de 40 km de profundidade e centenas de quilômetros de largura.

Ceres não beneficia do aquecimento interno gerado por interações gravitacionais com um grande planeta, como é caso de algumas luas geladas do Sistema Solar exterior. Mas a nova análise, que se concentra na Cratera Occator de Ceres (com 92 km de diâmetro), o lar das áreas brilhantes mais extensas, confirma que Ceres é um mundo rico em água como estes outros corpos gelados.

Muito antes da Dawn chegar a Ceres em 2015, os cientistas notaram regiões brilhantes difusas com telescópios, mas a sua natureza era desconhecida. Quando em órbita, a Dawn captou imagens de duas áreas distintas e altamente refletivas dentro da Cratera Occator, que foram posteriormente designadas Cerealia Facula e Vinalia Faculae.

Os cientistas sabiam que os micrometeoritos atingem frequentemente a superfície de Ceres, alterando-a e deixando detritos. Com o tempo, este tipo de ação deve escurecer estas áreas brilhantes. Portanto, o seu brilho indica que provavelmente são jovens. Tentar entender a origem das áreas e como o material pode ser tão novo, foi o foco principal da missão estendida final da Dawn, de 2017 a 2018.

A pesquisa não só confirmou que as regiões brilhantes são jovens, algumas com menos de 2 milhões de anos; também descobriu que a atividade geológica que conduz estes depósitos pode estar ainda ocorrerendo. Esta conclusão dependia de uma descoberta científica: compostos de sal (cloreto de sódio quimicamente ligado com água e cloreto de amônio) concentrados em Cerealia Facula.

À superfície de Ceres, os sais contendo água desidratam rapidamente, em centenas de anos. Mas as medições da Dawn mostram que ainda têm água, de modo que os fluídos devem ter chegado à superfície muito recentemente. Isto é evidência da presença de líquido por baixo da região da Cratera Occator e da transferência contínua de material do interior profundo para a superfície.

Os cientistas descobriram duas vias principais que permitem que os líquidos cheguem à superfície. Para o grande depósito em Cerealia Facula, a maior parte dos sais foi fornecida por uma área lamacenta logo abaixo da superfície que foi derretida pelo calor do impacto que formou a cratera há aproximadamente 20 milhões de anos. O calor do impacto diminuiu após alguns milhões de anos; no entanto, o impacto também criou grandes fraturas que podem atingir o reservatório antigo e profundo, permitindo que a salmoura continuasse a infiltrar-se até à superfície.

No nosso Sistema Solar, a atividade geológica gelada ocorre principalmente nas luas geladas, onde é impulsionada pelas suas interações gravitacionais com os planetas. Mas este não é o caso com o movimento de salmouras até à superfície de Ceres, sugerindo que outros grandes corpos ricos em gelo, que não são luas, também podem estar ativos.

Algumas evidências de líquidos recentes na Cratera Occator vêm de depósitos brilhantes, mas outras pistas vêm de uma variedade de colinas cônicas interessantes que fazem lembrar os pingos, pequenas montanhas de gelo nas regiões polares formadas por água gelada subterrânea pressurizada. Tais características foram encontradas em Marte, mas a sua descoberta em Ceres assinala a primeira vez que foram observadas num planeta anão.

Numa escala maior, os cientistas foram capazes de mapear a densidade da estrutura da crosta de Ceres em função da profundidade, a primeira vez que tal acontece para um corpo planetário rico em gelo. Usando medições de gravidade, descobriram que a densidade crustal de Ceres aumenta significativamente com a profundidade, muito além do simples efeito de pressão. Os pesquisadores inferiram que, ao mesmo tempo que o reservatório de Ceres congela, o sal e a lama incorporam-se na parte inferior da crosta.

A Dawn é a única nave espacial orbitando dois destinos extraterrestres, Ceres e o asteroide gigante Vesta, graças ao seu sistema eficiente de propulsão iônica. Quando a Dawn usou todo o seu combustível, hidrazina, para um sistema que controla a sua orientação, não foi capaz de apontar para a Terra para comunicações nem apontar os seus painéis solares para o Sol a fim de produzir energia elétrica. Dado que se descobriu que Ceres tem materiais orgânicos à superfície e líquido subterrâneo, as regras de proteção planetária exigiram que a Dawn fosse colocada numa órbita de longa duração que a impedisse de colidir com o planeta anão durante décadas.

As descobertas foram publicadas numa coleção especial de artigos das revistas Nature Astronomy, Nature Geoscience e Nature Communications.

Fonte: NASA

O menor planeta anão do Sistema Solar conhecido até hoje?

Com o auxílio do instrumento SPHERE montado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, os astrônomos revelaram que o asteroide Hígia pode ser classificado como planeta anão.

© VLT/SPHERE (Hígia)

Este objeto é o quarto maior do cinturão de asteroides, depois de Ceres, Vesta e Pallas. Pela primeira vez foram feitas observações com resolução suficiente para estudar a sua superfície e determinar a sua forma e tamanho. Os astrônomos descobriram que Hígia é um asteroide esférico, podendo potencialmente destronar Ceres da sua posição de menor planeta anão do Sistema Solar.

Tal como os objetos do cinturão principal de asteroides, Hígia atende imediatamente três dos quatro requisitos para ser classificado como um planeta anão: orbita em torno do Sol, não é satélite de nenhum planeta e, contrariamente aos planetas, não "limpou" o espaço em torno da sua órbita. O requisito final é que ele tenha massa suficiente para que a sua própria gravidade lhe permita ter uma forma mais ou menos esférica. Foi isto que as observações obtidas com o VLT revelaram agora sobre Hígia.

A equipe também usou as observações SPHERE para restringir o tamanho de Hígia, colocando o seu diâmetro em pouco mais de 430 km. Plutão, o mais famoso dos planetas anões, tem um diâmetro de cerca de 2.400 km, enquanto Ceres apresenta cerca de 950 km de diâmetro.

Surpreendentemente, as observações revelaram também que Hígia não apresenta a enorme cratera de impacto que os cientistas esperavam ver na sua superfície. Hígia é o membro principal de uma das maiores famílias de asteroides, a qual é composta por cerca de 7.000 membros, todos com origem no mesmo corpo celeste. Os astrônomos esperavam que o evento que levou à formação desta numerosa família tivesse deixado uma marca grande e profunda em Hígia.

Apesar dos astrônomos terem observado 95% da superfície de Hígia, foram apenas identificadas inequivocamente duas crateras. Nenhuma destas duas crateras poderia ter sido causada pelo impacto que deu origem à família de asteroides Hígia, cujo volume é comparável a um objeto com uma dimensão da ordem dos 100 km. As crateras observadas são muito pequenas.

A equipe decidiu investigar mais. Com o auxílio de simulações numéricas, eles deduziram que a enorme família de asteroides e a forma esférica de Hígia são provavelmente o resultado de uma enorme colisão frontal com um projétil de diâmetro entre 75 e 150 km. As simulações mostram que o impacto violento, que se pensa ter ocorrido a cerca de 2 bilhões de anos atrás, despedaçou completamente o corpo progenitor. Quando os vários pedaços voltaram a se juntar, deram a Hígia uma forma esférica e milhares de asteroides companheiros.

Este trabalho foi apresentado em um artigo publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: ESO

A dinâmica do anel de Haumea

Observado pela primeira vez em 2004, Haumea é um planeta anão localizado além da órbita de Plutão, numa região do Sistema Solar chamada Cinturão de Kuiper.

© NASA (Haumea e suas luas)

Foi por causa da descoberta deste e de outros planetas anões que, em 2006, Plutão foi oficialmente desclassificado como planeta. Haumea foi reconhecido oficialmente como planeta anão em 2008. Tem um formato alongado que lembra uma bola de futebol americano, além de duas luas e um anel.

Por ter um anel, Haumea integra o grupo de objetos do Sistema Solar composto por Saturno, Urano, Netuno e Júpiter, além dos asteroides Chariklo e Chiron, que desenham órbitas entre Júpiter e Netuno.

O anel de Haumea nunca foi observado diretamente. A sua existência foi inferida por um grupo internacional de astrônomos em 2017, a partir da análise do brilho de uma estrela que passou atrás do planeta anão.

"A descoberta foi feita por ocultação. O brilho da estrela foi observado da Terra e diminuiu quando Haumea passou na frente. Isso permitiu obter informações sobre o formato do planeta anão," disse Othon Cabo Winter, professor titular na Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Guaratinguetá.

Mas o brilho da estrela também diminuiu quando o anel passou em sua frente, permitindo que os pesquisadores obtivessem informações sobre o anel.

O trabalho faz parte do Projeto Temático "A relevância dos pequenos corpos em dinâmica orbital", financiado pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), e contou com apoio também da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Os pesquisadores que descobriram o anel em 2017 chegaram a sugerir que ele ocuparia em torno de Haumea uma órbita muito próxima à chamada região de ressonância 1 para 3 (1:3), ou seja, a cada três rotações completas que o planeta anão dá em torno do próprio eixo, as partículas que formam o anel completam uma órbita em seu redor.

Um novo estudo feito por Winter, Taís Ribeiro e Gabriel Borderes Motta, do Grupo de Dinâmica Orbital e Planetologia da Unesp, mostrou ser necessária uma certa excentricidade (medida que representa o afastamento de uma órbita da forma circular) para que a tal ressonância atuasse sobre as partículas do anel.

Segundo Winter, o fato de o anel ser estreito e praticamente circular inviabiliza a atuação desta ressonância. Em contrapartida, o grupo identificou um tipo peculiar de órbitas periódicas estáveis e quase circulares, na mesma região onde se localiza o anel de Haumea.

"Nosso estudo não é observacional. Não observamos diretamente os anéis. Ninguém jamais o fez," disse Winter. Isso porque os anéis são muito tênues e estão por demais distantes para poderem ser vistos pelos observatórios astronômicos da Terra. A distância média de Haumea em relação ao Sol é 43 vezes maior do que a distância da Terra ao Sol.

"Nosso estudo é inteiramente computacional. Foi a partir de simulações com os dados obtidos que chegamos à conclusão de que o anel não se encontra naquela região do espaço devido à ressonância 1:3, mas sim devido a uma família de órbitas periódicas estáveis," disse Winter.

"O objetivo principal do trabalho foi identificar a estrutura da região do anel de Haumea em termos de localização e tamanho das regiões estáveis e também a razão de sua existência. De particular interesse foi tentar entender a estrutura dinâmica associada à ressonância 1:3," disse Winter.

Os pesquisadores usaram o método de Superfície de Secção de Poincaré para explorar a dinâmica na região em que se localiza o anel. Com a simulação da evolução das trajetórias das partículas na região, foram gerados em computador gráficos que mostram visualmente as regiões de estabilidade representadas por ilhas (curvas fechadas), enquanto as regiões instáveis aparecem como uma distribuição de pontos dispostos irregularmente.

As ilhas de estabilidade que foram identificadas em consequência da ressonância 1:3 têm trajetórias muito excêntricas, mais do que seria compatível com o anel (estreito e circular).

"Por outro lado, identificamos ilhas de estabilidade na mesma região, mas com trajetórias de baixa excentricidade, compatíveis com o anel. Estas ilhas foram identificadas por causa de uma família de órbitas periódicas," disse Winter.

Haumea tem um diâmetro de 1.456 quilômetros, menos da metade de Marte, e possui um formato oval, sendo duas vezes mais longo do que largo. Leva 284 anos para completar uma volta em torno do Sol. O planeta anão fica tão distante, e a radiação solar que lá chega é tão rarefeita, que a temperatura à superfície é de 223°C negativos.

Por ter sido detectado pelas lentes dos observatórios gigantes instalados no cume do vulcão extinto Mauna Kea, no Havaí, os seus descobridores batizaram-no com o nome da deusa da fertilidade da mitologia havaiana. O planeta anão possui duas luas: Namaka e Hi'aka, as filhas da deusa Haumea. Acredita-se que estas luas se formaram como resultado de uma colisão entre Haumea e algum outro corpo.

Haumea completa uma rotação a cada quatro horas, o que o torna um dos objetos grandes com rotação mais rápida no Sistema Solar. Tal aspeto pode estar relacionado a um passado violento.

Estima-se que, na origem do Sistema Solar, Haumea era muito parecido com Plutão, metade rocha e metade água. Há bilhões de anos atrás, um grande objeto pode ter colidido com Haumea, expulsando a maior parte do gelo de sua superfície e fazendo com que girasse muito depressa em comparação com outros planetas anões.

Um artigo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: FAPESP (Agência)

Foi observado o objeto mais distante do Sistema Solar

Uma equipe de astrônomos descobriu o corpo mais distante já observado no nosso Sistema Solar.

© Carnegie Institution for Science (ilustração de 2018 VG18)

É o primeiro objeto conhecido do Sistema Solar detectado a uma distância superior a 100 vezes a distância entre a Terra e o Sol.

O novo objeto foi anunciado ontem, dia 17 de dezembro de 2018, pelo Centro de Planetas Menores da União Astronômica Internacional e recebeu a designação provisória 2018 VG18. A descoberta foi feita por Scott S. Sheppard, de Carnegie, por David Tholen da Universidade do Havaí e por Chad Trujillo da Universidade do Norte do Arizona.

O 2018 VG18 está a aproximadamente 120 UA. O segundo objeto mais distante observado no Sistema Solar é Éris, a mais ou menos 96 UA. Plutão está atualmente a cerca de 34 UA, o que torna 2018 VG18 mais de três vezes e meia mais distante do que o planeta anão mais famoso do Sistema Solar.

O 2018 VG18 foi descoberto como parte da busca contínua da equipe por objetos extremamente distantes do Sistema Solar, incluindo o suspeito Planeta X, por vezes chamado Planeta Nove. Em outubro, o mesmo grupo de pesquisadores anunciou a descoberta de outro objeto do Sistema Solar distante, de nome 2015 TG387 e apelidado de "The Goblin", porque foi visto pela primeira vez perto do Halloween. The Goblin foi descoberto a cerca de 80 UA e tem uma órbita que é consistente com este sendo influenciado por um Planeta Nove com o tamanho de uma super-Terra ainda não descoberto nos confins muito distantes do Sistema Solar.

A existência de um nono planeta principal nos confins do Sistema Solar foi proposta pela primeira vez pela mesma equipe de pesquisa em 2014, quando descobriram 2012 VP113 que está atualmente perto das 84 UA.

O 2015 TG387 e o 2012 VP113 nunca chegam perto o suficiente dos planetas gigantes do Sistema Solar, como Netuno e Júpiter, para terem interações gravitacionais significativas com eles. Isto significa que estes objetos extremamente distantes podem ser indícios do que está acontecendo nos limites do Sistema Solar. A equipe ainda não conhece muito bem a órbita de 2018 VG18, de modo que não puderam determinar se mostra sinais de ser influenciada pelo Planeta Nove.

"O 2018 VG18 está muito mais distante e é muito mais lento do que qualquer outro objeto observado no Sistema Solar, de modo que levará alguns anos para determinar completamente a sua órbita," afirma Sheppard. "Mas foi encontrado numa posição similar no céu em comparação com os outros objetos conhecidos do Sistema Solar extremo, sugerindo que poderá ter o mesmo tipo de órbita que a maioria dos outros. As semelhanças orbitais mostradas por muitos dos pequenos e distantes corpos do Sistema Solar foram o catalisador para a nossa afirmação original de que existe um planeta distante e massivo a várias centenas de UA que pastoreia estes objetos menores."

"Tudo o que sabemos atualmente sobre 2018 VG18 é a sua distância extrema ao Sol, o seu diâmetro aproximado e a sua cor," acrescentou Tholen. "Dado que 2018 VG18 está tão distante, orbita muito devagar, provavelmente levando mais de 1.000 anos para completar uma órbita em torno do Sol."

As imagens da descoberta de 2018 VG18 foram obtidas pelo telescópio japonês Subaru de 8 metros localizado no topo do Mauna Kea, no Havaí, no dia 10 de novembro de 2018.

Quando o 2018 VG2018 foi encontrado, foram precisas novas observações para confirmar a sua natureza muito distante (são necessárias várias noites de observação para determinar com precisão a distância de um objeto). O 2018 VG18 foi visto pela segunda vez no início de dezembro pelo telescópio Magalhães no Observatório Las Campanas, no Chile. Na semana seguinte, acompanhram o 2018 VG18 com o telescópio Magalhães para se certificarem do seu percurso no céu e para determinarem as suas propriedades físicas básicas, como o brilho e a cor.

As observações do telescópio Magalhães confirmaram que o 2018 VG18 está a cerca de 120 UA, tornando-o o primeiro objeto do Sistema Solar observado para além das 100 UA. Tem um tom rosado, uma cor geralmente associada a objetos ricos em gelo. O seu brilho sugere que tem aproximadamente 100 km em diâmetro, provavelmente esférico e recebendo a classificação de planeta anão.

Fonte: Carnegie Institution for Science

Descoberto novo objeto extremamente distante

Scott Shepard (Carnegie Institution for Science) e colegas Chad Trujillo (Universidade do Norte do Arizona) e David Tholen (Universidade do Havaí) estão uma vez mais redefinindo a orla do nosso Sistema Solar.

© Roberto Candanosa/Scott Sheppard (ilustração de um distante Planeta X)

Descobriram um novo objeto extremamente distante, bem para lá de Plutão, com uma órbita que suporta a presença de uma super-Terra ou Planeta X ainda mais distante.

O objeto recém-descoberto, denominado 2015 TG387, foi anunciado na passada terça-feira pelo Centro de Planetas Menores da União Astronômica Internacional.

O 2015 TG387 foi descoberto a cerca de 80 UA (1 UA é ou unidade astronômica é a distância média Terra-Sol, cerca de 150 milhões de quilômetros). Para contexto, Plutão encontra-se de momento a mais ou menos 34 UA, de modo que 2015 TG287 está duas vezes e meia mais longe do Sol do que Plutão está agora.

O novo objeto está numa órbita muito alongada e nunca se aproxima mais do Sol, no ponto denominado periélio, do que aproximadamente 65 UA. Só 2012 VP113 e Sedna, a 80 e 76 UA, respetivamente, têm periélios mais distantes do que 2015 TG387. Embora o 2015 TG387 tenha o terceiro periélio mais distante conhecido, o seu semieixo maior é maior do que o de 2012 VP113 e Sedna, o que significa que viaja para muito mais longe do Sol do que estes dois astros. No seu ponto orbital mais distante (afélio), alcança as 2.300 UA. O 2015 TG387 é um dos poucos objetos conhecidos que nunca chega perto o suficiente dos planetas gigantes, como Netuno e Júpiter, para ter interações gravitacionais significativas com eles.

"Estes denominados objetos da Nuvem de Oort interior, como 2015 TG387, 2012 VP113 e Sedna, estão isolados da maioria da massa conhecida do Sistema Solar, o que os torna imensamente interessantes," explicou Sheppard. "Podem ser usados como sondas para entender o que está acontecendo no limite do nosso Sistema Solar."

O objeto com a distância periélica mais distante, 2012 VP113, foi também descoberto por Sheppard e Trujillo, que anunciaram o achado em 2014. A descoberta de 2012 VP113 levou Sheppard e Trujillo a notar semelhanças nas órbitas de vários objetos extremamente distantes do Sistema Solar e propuseram a presença de um planeta desconhecido com várias vezes o tamanho da Terra - por vezes chamado Planeta X ou Planeta Nove - em órbita do Sol bem para lá de Plutão, a centenas de UA.

"Nós pensamos que podem existir milhares de corpos pequenos como 2015 TG387 nos limites do Sistema Solar, mas a sua distância torna-os muito difíceis de encontrar," afirma Tholen. "Atualmente, só detectamos o 2015 TG387 quando está perto da sua maior aproximação ao Sol. Para cerca de 99% da sua órbita de 40.000 anos, é demasiado tênue para ser observado."

O objeto foi descoberto como parte da busca contínua da equipe por planetas anões desconhecidos e pelo Planeta Nove. É o maior e o mais profundo levantamento já realizado para objetos distantes do Sistema Solar.

"Estes objetos distantes são como migalhas de pão, levando-nos ao Planeta X. Quantos mais encontrarmos, melhor podemos entender o Sistema Solar exterior e o possível planeta que pensamos estar moldando as suas órbitas, uma descoberta que redefiniria o nosso conhecimento sobre a evolução do Sistema Solar," comenta Sheppard.

Foram necessários alguns anos de observações para que a equipe obtivesse uma órbita para o 2015 TG387, dado que se move tão lentamente e tem um período orbital tão longo. Observaram o 2015 TG387 pela primeira vez em outubro de 2015 com o telescópio japonês Subaru de 8 metros, localizado no topo do Mauna Kea, Havaí. Foram obtidas observações de acompanhamento com o telescópio Magalhães no Observatório Las Campanas, no Chile, e com o telescópio do Discovery Channel no estado norte-americano do Arizona em 2015, 2016, 2017 e 2018 para determinar a órbita de 2015 TG387.

O 2015 TG387 está provavelmente na variedade menor da categoria de planeta anão, dado que o seu diâmetro não excede os 300 quilômetros. A posição de 2015 TG387 no céu, onde atinge o periélio, é parecida com a de 2012 VP113, Sedna e da maioria dos outros objetos transnetunianos conhecidos e extremamente distantes, sugerindo que algo os está empurrando para tipos semelhantes de órbitas.

Trujillo e Nathan Kaib, da Universidade de Oklahoma, correram simulações de computador sobre como diferentes órbitas hipotéticas do Planeta Nove afetariam a órbita de 2015 TG387. As simulações incluíram uma super-Terra a várias centenas de UA numa órbita alongada como proposto por Konstantin Batygin do Caltech e Michael Brown em 2016. A maioria das simulações mostrou que não só a órbita de 2015 TG387 era estável para a idade do Sistema Solar, como na verdade era "pastoreada" pela gravidade do Planeta X, que mantém o 2015 TG387 longe do enorme planeta. Este pastoreio gravitacional pode explicar por que os objetos mais distantes do nosso Sistema Solar têm órbitas parecidas. Estas órbitas impedem com que se aproximem demasiado do planeta proposto, o que é semelhante a como Plutão nunca chega muito perto de Netuno, apesar das suas órbitas se cruzarem.

"O que torna este resultado realmente interessante é que o Planeta X parece afetar o 2015 TG387 da mesma forma que todos os outros objetos extremamente distantes do Sistema Solar. Estas simulações não provam a existência de outro planeta massivo no nosso Sistema Solar, mas são mais uma evidência de que algo grande pode andar por lá," conclui Trujillo.

O artigo com os detalhes da descoberta foi submetido à revista The Astronomical Journal.

Fonte: Carnegie Institution for Science

Neblina de hidrocarbonetos de Plutão mantém planeta anão mais frio

A composição gasosa da atmosfera de um planeta geralmente determina a quantidade de calor que fica aí preso. No entanto, para o planeta anão Plutão, a temperatura prevista com base na composição da sua atmosfera era muito maior do que as medições reais obtidas pela sonda New Horizons da NASA em 2015.

© NASA/JHUAPL/SwRI (camada de neblina de Plutão)

Um novo estudo propõe um novo mecanismo de arrefecimento controlado por partículas de neblina para explicar a atmosfera frígida de Plutão.

"Tem sido um mistério desde que obtivemos os dados de temperatura da New Horizons," afirma Xi Zhang, professor assistente de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, EUA. "Plutão é o primeiro corpo planetário que conhecemos onde o 'orçamento' energético da atmosfera é dominado por partículas de neblina em fase sólida, em vez de gases."

O mecanismo de arrefecimento envolve a absorção de calor pelas partículas de neblina, que então emitem radiação infravermelha, arrefecendo a atmosfera através de liberação de energia para o espaço. O resultado é uma temperatura atmosférica de aproximadamente 70 Kelvin (-203º C), em vez dos 100 K previstos (-173º C).

Segundo Zhang, o excesso de radiação infravermelha das partículas de neblina na atmosfera de Plutão deve ser detectável pelo telescópio espacial James Webb, permitindo a confirmação da hipótese da equipe após o lançamento planejado do telescópio em 2019.

As extensas camadas de neblina atmosférica podem ser vistas em imagens de Plutão captadas pela New Horizons. A neblina resulta de reações químicas na atmosfera superior, onde a radiação ultravioleta do Sol ioniza o nitrogênio e o metano, que reagem para formar pequenas partículas de hidrocarbonetos com dezenas de nanômetros em diâmetro. À medida que estas minúsculas partículas penetram através da atmosfera, colam-se para formar agregados que crescem à medida que descem, eventualmente assentando à superfície.

"Acreditamos que estas partículas de hidrocarbonetos estão relacionadas com o material avermelhado e acastanhado visto em imagens da superfície de Plutão," acrescenta Zhang.

Os pesquisadores estão interessados em estudar os efeitos das partículas de neblina no balanço energético e atmosférico em outros corpos planetários, como na lua de Netuno, Tritão, e na lua de Saturno, Titã. Os seus achados também podem ser relevantes para investigações de exoplanetas com atmosferas nubladas.

O novo estudo foi publicado na revista Nature.

Fonte: University of California

Encontrado resquício de um antigo oceano em Ceres

Ceres está repleto de minerais que contêm água, sugerindo que o planeta anão poderá ter tido um oceano global no passado.

© NASA/JPL-Caltech/Dawn (animação mostra o planeta anão Ceres)

Esta animação mostra o planeta anão Ceres, visto pela sonda Dawn da NASA. O mapa sobreposto à direita dá aos cientistas pistas sobre a estrutura interna de Ceres, graças a medições de gravidade.

O que aconteceu a esse oceano? Será que Ceres ainda tem água líquida hoje? Dois novos estudos da missão Dawn da NASA lançaram luz sobre estas questões.

A equipe da Dawn descobriu que a crosta de Ceres é uma mistura de gelo, sais e materiais hidratados que foram submetidos a atividades geológicas passadas e possivelmente recentes, e que esta crosta representa a maior parte deste antigo oceano. O segundo estudo baseia-se no primeiro e sugere que existe uma camada mais macia e facilmente deformável sob a crosta da superfície rígida de Ceres, que também pode ser a assinatura do líquido residual do oceano.

"Mais e mais, estamos aprendendo que Ceres é um mundo dinâmico e complexo que pode ter hospedado muita água líquida no passado, e ainda pode ter alguma água subterrânea," comenta Julie Castillo-Rogez, cientista do projeto Dawn, no JPL (Jet Propulsion Laboratory) da NASA.

Aterrizar em Ceres para prospectar o seu interior seria um desafio técnico e arriscaria contaminar o planeta anão. Em vez disso, os cientistas usam as observações orbitais da Dawn para medir a gravidade de Ceres, a fim de estimar a sua composição e estrutura interior.

O primeiro dos dois estudos, liderado por Anton Ermakov, pesquisador de pós-doutorado no JPL, usou medições da forma e dados de gravidade da missão Dawn para determinar a estrutura interna e composição de Ceres. As medições foram obtidas pela observação dos movimentos da nave com a DSN (Deep Space Network) da NASA para rastrear pequenas mudanças na órbita da sonda. Este estudo foi publicado na revista Journal of Geophysical Research: Planets.

A pesquisa apoia a possibilidade de que Ceres é geologicamente ativo, se não atualmente, então talvez tenha sido no passado recente. Três crateras - Occator, Kerwan e Yalod - e a solitária montanha de Ceres, Ahuna Mons, estão associadas com "anomalias gravitacionais". Isto significa que as discrepâncias entre os modelos da gravidade de Ceres feitos pelos cientistas e o que a Dawn observou nestes quatro locais podem ser associadas com estruturas subterrâneas.

"Ceres tem uma abundância de anomalias gravitacionais associadas com características geológicas excepcionais," comenta Ermakov. Nos casos de Ahuna Mons e Occator, as anomalias podem ser usadas para melhor entender a origem destas características, que se pensa serem expressões diferentes de criovulcanismo.

O estudo descobriu que a densidade da crosta é relativamente baixa, mais próxima da do gelo do que das rochas. No entanto, um estudo pelo pesquisador convidado da Dawn, Michael Bland do U.S. Geological Survey (USGS), indicou que o gelo é demasiado suave para ser o componente dominante da crosta forte de Ceres. Então, como pode a crosta de Ceres ser tão leve quanto o gelo em termos de densidade, mas simultaneamente muito mais forte? Para responder a esta questão, outra equipe modelou como a superfície de Ceres evoluiu com o tempo.

O segundo estudo, liderado por Roger Fu da Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts, pesquisou a força e composição da crosta de Ceres e o interior mais profundo ao estudar a topografia do planeta anão. Este estudo foi publicado na revista Earth and Planetary Science Letters.

Ao estudar como a topografia evoluiu num corpo planetário, os cientistas podem entender a composição do seu interior. Uma crosta forte e dominada por rocha pode permanecer inalterada ao longo dos 4,5 bilhões de anos do Sistema Solar, enquanto uma crosta fraca, rica em gelos e sais, deformar-se-ia ao longo deste período.

Ao modelar a forma como a crosta de Ceres flui, Fu e colegas descobriram que é provavelmente uma mistura de gelo, sais, rocha e um componente adicional que se pensa ser hidrato de clatrato. Um hidrato de clatrato é uma "jaula" de moléculas de água que rodeiam uma molécula de gás. Esta estrutura é 100 a 1.000 vezes mais forte do que a água gelada, apesar de ter quase a mesma densidade.

Os cientistas pensam que Ceres já teve características de superfície mais pronunciadas, mas que suavizaram com o passar do tempo. Este tipo de achatamento de montanhas e vales requer uma crosta de alta resistência descansando por cima de uma camada mais deformável, que provavelmente pode conter um pouco de líquido.

A equipe pensa que a maior parte do oceano antigo de Ceres está agora congelado e preso na crosta sob a forma de gelo, hidratos de clatrato e sais. Assim permanece há mais de 4 bilhões de anos. Mas se existir líquido residual por baixo, este oceano ainda não está completamente congelado. Isso é consistente com os vários modelos de evolução térmica de Ceres publicados antes da chegada da Dawn, apoiando a ideia de que o interior mais profundo de Ceres contém o líquido restante do seu antigo oceano.

Fonte: Jet Propulsion Laboratory

O planeta anão Haumea tem um anel

Nos confins do Sistema Solar, para além da órbita de Netuno, existe um cinturão de objetos compostos por gelo e rochas, entre os quais se destacam quatro planetas anões: Plutão, Éris, Makemake e Haumea.

© Instituto de Astrofísica da Andaluzia (ilustração de Haumea com seu anel)

Este último é o menos conhecido dos quatro e foi recentemente o objeto de uma campanha de observação internacional que foi capaz de estabelecer as suas principais características físicas. O estudo, liderado por astrônomos do Instituto de Astrofísica da Andaluzia, revela a presença de um anel ao redor do planeta anão.

Os objetos transnetunianos (TNOs) são difíceis de estudar devido ao seu pequeno tamanho, ao seu baixo brilho e às enormes distâncias que nos separam. Um método muito eficiente, mas complexo, baseia-se no estudo de ocultações estelares, a passagem destes objetos em frente de uma estrela (como um pequeno eclipse). Permite a determinação das principais características físicas de um objeto (tamanho, forma e densidade) e foi aplicado com sucesso aos planetas anões Plutão, Éris e Makemake.

"Nós previmos que Haumea ia passar em frente de uma estrela no dia 21 de janeiro de 2017, e doze telescópios de dez diferentes observatórios europeus focaram-se no evento," afirma José Luis Ortiz, pesquisador do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (IAA-CSIC), responsável pelo estudo.

Estas aplicações permitiram reconstruir, com uma precisão muito alta, a forma e o tamanho do planeta anão Haumea, e possibilitando descobrir que ele é consideravelmente maior e menos refletor do que se pensava anteriormente. É também muito menos denso do que era considerado, dizimando algumas perguntas que estavam pendentes acerca do objeto.

Haumea é um objeto interessante: gira em torno do Sol numa órbita elíptica que demora 284 anos para completar (atualmente está cinquenta vezes mais longe do Sol do que a Terra), e completa uma rotação sob si próprio a cada 3,9 horas, muito menos do que qualquer outro corpo com mais de 100 km de comprimento no Sistema Solar. Esta velocidade de rotação torna-o achatado, dando-lhe uma forma elipsoidal semelhante a uma bola de rugby. Os dados revelam que Haumea mede 2.320 km no seu eixo maior (quase o mesmo que Plutão), mas que não tem uma atmosfera global.

"Uma das descobertas mais interessantes e inesperadas foi a descoberta de um anel em torno de Haumea. Até alguns anos atrás, só conhecíamos a existência de anéis em torno dos planetas gigantes; recentemente, a nossa equipe descobriu que dois corpos pequenos situados entre Júpiter e Netuno, pertencentes a um grupo chamado centauros, têm anéis densos ao seu redor, o que se revelou uma grande surpresa. Agora descobrimos que corpos ainda mais distantes do que os centauros, maiores e com características gerais muito diferentes, também podem ter anéis," comenta Pablo Santos-Sanz, outro membro da equipe do IAA-CSIC.

De acordo com os dados obtidos a partir da ocultação estelar, o anel fica no plano equatorial do planeta anão, tal como o seu maior satélite, Hi'iaka, e exibe uma ressonância 3:1 em relação à rotação de Haumea, o que significa que as partículas geladas que compõem o anel giram três vezes mais devagar do que o planeta anão gira sob o seu próprio eixo.

"Existem diferentes explicações possíveis para a formação do anel; pode ser originário de uma colisão com outro objeto, ou da dispersão de material de superfície devido à alta velocidade de rotação do planeta anão," realça Ortiz (IAA-CSIC). É a primeira vez que um anel foi descoberto em torno de um objeto transnetuniano, e mostra que a presença de anéis pode ser muito mais comum do que se pensava anteriormente, tanto no nosso Sistema Solar como em outros sistemas planetários.

Oestudo foi publicado na revista Nature.

Fonte: Instituto de Astrofísica de Andalucía

A montanha Ahuna Mons em Ceres

O que criou esta montanha incomum?

© NASA/Dawn (montanha Ahuna Mons em Ceres)

A Ahuna Mons é a maior montanha conhecida do planeta anão Ceres do Sistema Solar, que orbita o Sol no cinturão principal de asteroides entre as órbitas de Marte e Júpiter. A Ahuna Mons, não é parecida com nada que a humanidade viu antes. Isso por uma razão, suas encostas são decorados não com antigas crateras, mas com estruturas raiadas jovens.

Uma hipótese afirma que a Ahuna Mons é um vulcão de gelo formado pouco depois de um grande impacto ocorrido do lado oposto do planeta anão, e que soergueu o terreno com a propagação das ondas sísmicas. As raias brilhantes podem ser sais com alta reflectância, que são semelhantes a outros materiais encontrados nos famosos pontos brilhantes de Ceres.

A imagem digital acima foi construída através de mapas obtidos da superfície do de Ceres pela missão robótica Dawn da NASA, que teve a altura duplicada para realçar as características da montanha.

Fonte: NASA

Resolvendo o mistério das lâminas gigantes de gelo em Plutão

A missão New Horizons da NASA revolucionou o nosso conhecimento de Plutão quando passou pelo mundo distante em julho de 2015. Entre as suas muitas descobertas havia imagens de formações estranhas que se comparavam a gigantes lâminas de facas, cuja origem permanecia um mistério.

© NASA/JHUAPL/SwRI/New Horizons (terreno laminado de Plutão)

Agora, os cientistas apresentaram uma explicação fascinante para este "terreno laminado": as estruturas são feitas quase inteiramente de metano gelado, e provavelmente foram formadas como um tipo específico de erosão que esculpiu as suas superfícies, deixando para trás figuras dramáticas e divisões acentuadas.

Estes sulcos geológicos irregulares encontram-se às maiores altitudes da superfície de Plutão, perto do seu equador, e podem subir muitas dezenas de metros no céu. São das características mais intrigantes de Plutão, e parece agora que as lâminas estão relacionadas com o clima complexo e a história geológica de Plutão.

Uma equipe liderada pelo membro da New Horizons, Jeffrey Moore, pesquisador do Ames Research Center da NASA, determinou que a formação deste terreno laminado começa com o congelamento do metano na atmosfera a altitudes extremas em Plutão, da mesma maneira que a geada congela no chão aqui da Terra, ou até mesmo num congelador.

Este terreno consiste de depósitos altos de gelo de metano, ao contrário de apenas formar grandes gotas de gelo no chão. Parece que Plutão sofre variação climática e, por vezes, quando Plutão está um pouco mais quente, o metano gelado começa basicamente a evaporar-se, ou seja, sofre sublimação.

Podem ser encontradas estruturas semelhantes em campos de neve de alta altitude ao longo do equador da Terra, embora a uma escala muito diferente das lâminas em Plutão. As estruturas terrestres, chamadas penitentes, são formações de neve com apenas alguns metros de altura, com semelhanças impressionantes com o terreno muito maior e mais laminado em Plutão. A sua textura pontiaguda também se forma através da sublimação. Um exemplo de penitentes podem ser encontradas no lado sul da planície Chajnantor no Chile.

Esta erosão do terreno laminado de Plutão indica que o seu clima sofreu mudanças ao longo de grandes períodos de tempo - uma escala de milhões de anos - que provocam esta atividade geológica em curso. As condições climáticas iniciais permitiram com que o metano congelasse a superfície de alta elevação, mas à medida que o tempo avançava, estas condições mudaram, fazendo com que o gelo se transformasse em gás.

Como resultado desta descoberta, sabemos agora que a superfície e o ar de Plutão são, aparentemente, muito mais dinâmicos do que se pensava anteriormente.

A identificação da natureza do exótico terreno laminado também nos leva mais perto de compreender a topografia global de Plutão. A sonda New Horizons forneceu dados espetaculares e de alta resolução de um lado do planeta anão, o chamado hemisfério de encontro, e observou o outro lado de Plutão em menor resolução.

Uma vez que o metano foi agora ligado a altas elevações, os cientistas podem usar dados que indicam onde o metano está presente no globo de Plutão para inferir quais os locais mais elevados. Isto fornece uma oportunidade para mapear as altitudes de algumas partes da superfície de Plutão não captadas em alta resolução, onde os terrenos laminados também parecem existir.

Embora a cobertura detalhada do terreno laminado de Plutão compreenda apenas uma pequena área, os pesquisadores da NASA e seus colaboradores foram capazes de concluir, a partir de vários tipos de dados, que estes sulcos afiados podem ser uma característica generalizada no chamado "lado distante" de Plutão, ajudando a desenvolver uma melhor compreensão da geografia global do planeta anão, do seu presente e do seu passado.

Fonte: Icarus

Raios X oriundos de Plutão

Uma vez considerado o corpo celeste mais externo do Sistema Solar, a designação de Plutão foi alterada pela União Astronômica Internacional em 2006, devido à descoberta de muitos novos objetos no Cinturão de Kuiper que eram de tamanho comparável.

© JHUAPL (ilustração de Plutão)

Apesar disso, Plutão continua sendo uma fonte de fascínio e um ponto focal de grande interesse científico. E mesmo depois do histórico voo conduzido pela sonda New Horizons em julho de 2015, muitos mistérios permanecem.

Além disso, a análise contínua dos dados da New Horizons revelou novos mistérios. Por exemplo, um estudo recente de uma equipe de astrônomos indicou que uma pesquisa do observatório de raios X Chandra revelou a presença de algumas emissões de raios X bastante fortes provenientes de Plutão. Isso foi inesperado e está fazendo com que os cientistas repensem o que eles achavam saber sobre a atmosfera de Plutão e sua interação com o vento solar.

No passado, muitos corpos do Sistema Solar foram observados emitindo raios X, que foram o resultado da interação entre o vento solar e os gases neutros. Tais emissões foram detectadas a partir de planetas como Vênus e Marte, devido à presença de argônio e/ou nitrogênio em suas atmosferas, mas também em corpos menores como cometas, que adquirem halos devido ao descarte.

  Sabe-se que Plutão tem uma atmosfera que muda de tamanho e densidade com as estações. Basicamente, à medida que o planeta atinge o periélio durante seu período orbital de 248 anos, uma distância de 4.436.820.000 km do Sol, a atmosfera engrossa devido à sublimação de nitrogênio congelado e metano na superfície.

A última vez que Plutão estava no periélio foi em 5 de setembro de 1989, o que significa que ainda estava experimentando o verão, quando a New Horizons fez seu voo. Enquanto estudava Plutão, a sonda detectou uma atmosfera que era principalmente composta por nitrogênio gasoso (N₂), juntamente com metano (CH₄) e dióxido de carbono (CO₂). Os astrônomos, portanto, decidiram procurar sinais de emissão de raios X provenientes da atmosfera de Plutão usando o observatório Chandra.

Antes do voo da New Horizons, a maioria dos modelos de atmosfera de Plutão esperava que ele fosse bastante estendido. No entanto, a sonda descobriu que a atmosfera estava menos prolongada e que sua taxa de perda era centenas de vezes menor que o previsto por estes modelos.

Sendo que a maioria dos modelos prévios da atmosfera de Plutão haviam previsto que ela fosse muito mais estendida, com uma taxa de perda estimada para espaço de ~ 10²⁷ a 10²⁸ mol/s de N₂ e CH₄, houve a tentativa de detectar a emissão de raios X criada por interações do vento solar com troca de carga de gás neutro de baixa densidade em torno de Plutão.

No entanto, depois de consultar os dados do Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) a bordo do Chandra, descobriu-se que as emissões de raios X provenientes de Plutão eram maiores do que isso permitiria. Em alguns casos, observaram-se fortes emissões de raios X provenientes de outros objetos menores no Sistema Solar, devido à dispersão de raios X solares por pequenos grãos de poeira compostos de carbono, nitrogênio e oxigênio.

Mas a distribuição de energia que observaram com os raios X de Plutão não foi consistente com esta explicação. Outra possibilidade é que eles podem ser devido a algum processo que focaliza o vento solar perto de Plutão, o que aumentaria o efeito de sua atmosfera modesta.

A emissão observada de Plutão não é conduzida pelas auroras. Se, devido à dispersão, teria que ser obtida por uma população única de grãos de neblina em nanoescala compostos de átomos de C, N e O na atmosfera fluorescente  de Plutão sob a exposição do Sol. Se for impulsionado pela troca de carga entre os íons do vento solar e moléculas de gás neutro (principalmente CH₄) escapando de Plutão, então o aumento da densidade e o ajuste da abundância relativa dos íons na região de interação perto de Plutão é necessário.

Por enquanto, a verdadeira causa destas emissões de raios X provavelmente permanecerá um mistério. E há necessidade de mais pesquisas quando se trata deste distante e mais massivo KBO (Kuiper Belt Objects). Felizmente, os dados fornecidos pela missão New Horizons provavelmente serão espalhados por décadas, revelando coisas novas e interessantes sobre Plutão, o Sistema Solar externo e como os mundos mais distantes de nosso Sol se comportam.

O estudo foi aceito para publicação na revista Icarus.

Fontes: Universe Today e Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics