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Novas imagens revelam como realmente são Netuno e Urano
Netuno é carinhosamente conhecido por ser de um azul rico e Urano verde - mas um novo estudo revelou que os dois gigantes gelados têm, na verdade, cores muito mais próximas do que normalmente se pensa.
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Oxford - 05/01/2024
O planeta Urano com a Via Láctea ao fundo. Crédito da imagem: Mahdi Langari, Getty Images.
Netuno é carinhosamente conhecido por ser de um azul rico e Urano verde - mas um novo estudo revelou que os dois gigantes gelados têm, na verdade, cores muito mais próximas do que normalmente se pensa. A pesquisa, liderada pelo professor Patrick Irwin, do Departamento de Física da Universidade de Oxford, foi publicada hoje na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
O professor Irwin e a sua equipe descobriram que ambos os planetas têm, na verdade, um tom semelhante de azul esverdeado, apesar da crença comum de que Netuno é de um azul profundo e Urano tem uma aparência ciano pálido.
No entanto, os astrónomos sabem há muito tempo que a maioria das imagens modernas dos dois planetas não refletem com precisão as suas cores verdadeiras. O equívoco surgiu porque as imagens capturadas de ambos os planetas durante o século XX – incluindo pela missão Voyager 2 da NASA, a única nave espacial que passou por estes mundos – registaram imagens em cores separadas.
As imagens monocromáticas foram posteriormente recombinadas para criar imagens coloridas compostas, que nem sempre eram balanceadas com precisão para obter uma imagem colorida “verdadeira” e – particularmente no caso de Netuno – muitas vezes ficavam “muito azuis”. Além disso, as primeiras imagens de Netuno da Voyager 2 foram fortemente aprimoradas em contraste para revelar melhor as nuvens, faixas e ventos que moldam a nossa perspectiva moderna de Netuno.
O professor Irwin disse: 'Embora as imagens familiares de Urano da Voyager 2 tenham sido publicadas em uma forma mais próxima da cor “verdadeira”, as de Netuno foram, na verdade, esticadas e aprimoradas e, portanto, tornadas artificialmente muito azuis.'
“Mesmo que a cor artificialmente saturada fosse conhecida na época entre os cientistas planetários – e as imagens tenham sido divulgadas com legendas explicando isso – essa distinção foi perdida com o tempo. Aplicando o nosso modelo aos dados originais, fomos capazes de reconstituir a representação mais precisa da cor de Netuno e Urano.'
No novo estudo, os pesquisadores usaram dados do Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) do Telescópio Espacial Hubble e do Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) no Very Large Telescope do European Southern Observatory. Em ambos os instrumentos, cada pixel é um espectro contínuo de cores. Isto significa que as observações STIS e MUSE podem ser processadas de forma inequívoca para determinar a verdadeira cor aparente de Urano e Netuno.
Os pesquisadores usaram esses dados para reequilibrar as imagens coloridas compostas registradas pela câmera Voyager 2 e também pela Wide Field Camera 3 (WFC3) do Telescópio Espacial Hubble. Isso revelou que Urano e Netuno têm, na verdade, um tom bastante semelhante de azul esverdeado. A principal diferença é que Netuno tem um leve toque de azul adicional, que o modelo revela ser devido a uma camada de neblina mais fina naquele planeta.
O estudo também fornece uma resposta ao antigo mistério de por que a cor de Urano muda ligeiramente durante a sua órbita de 84 anos ao redor do Sol.
Uma comparação entre as imagens “tradicionais” de Urano e Netuno e as novas
imagens produzidas por este estudo. As imagens anteriores mostram os planetas
com cores distintas; as novas imagens mostram que eles têm uma tonalidade muito
semelhante.
Imagens da Voyager 2/ISS de Urano e Netuno divulgadas logo após os sobrevoos da
Voyager 2 em 1986 e 1989, respectivamente, comparadas com um reprocessamento
das imagens de filtro individuais neste estudo para determinar a melhor estimativa
das verdadeiras cores desses planetas. Crédito: Patrick Irwin, Universidade de Oxford.
Os autores chegaram à sua conclusão depois de compararem primeiro as imagens do gigante gelado com as medições do seu brilho, que foram registadas pelo Observatório Lowell, no Arizona, entre 1950 e 2016, nos comprimentos de onda azul e verde. Estas medições mostraram que Urano parece um pouco mais verde nos seus solstícios (ou seja, verão e inverno), quando um dos polos do planeta está apontado para a nossa estrela. Mas durante os seus equinócios – quando o Sol está sobre o equador – tem uma tonalidade um pouco mais azulada.
Parte da razão para isso era porque Urano tem uma rotação altamente incomum. Na verdade, ele gira quase de lado durante sua órbita, o que significa que durante os solstícios do planeta, seu polo norte ou sul aponta quase diretamente para o Sol e a Terra. Isto é importante porque quaisquer alterações na refletividade das regiões polares teriam, portanto, um grande impacto no brilho geral de Urano quando visto do nosso planeta.
"O grupo planetário em Oxford tem uma longa história de envolvimento na exploração dos planetas gigantes do sistema solar, incluindo a missão Galileo a Júpiter; as missões Cassini/Huygen a Saturno; e observações terrestres usando alguns dos maiores telescópios do mundo. Mais recentemente, estamos analisando os fantásticos novos dados de Urano obtidos pelo Telescópio Espacial James Webb. Isto está a revelar-se um grande desafio para conciliar com os modelos atmosféricos planetários que desenvolvemos para simular as observações existentes de Urano. Mas a ciência foi criada para ser desafiadora – não seria divertida se fosse fácil demais!"
Professor Patrick Irwin , Departamento de Física, Universidade de Oxford
O que os astrônomos tinham menos clareza é como ou por que essa refletividade difere. Isto levou os investigadores a desenvolver um modelo que comparava os espectros das regiões polares de Urano com as suas regiões equatoriais.
Descobriu-se que as regiões polares são mais reflexivas nos comprimentos de onda verdes e vermelhos do que nos comprimentos de onda azuis, em parte porque o metano, que absorve o vermelho, é cerca de metade da abundância perto dos polos do que no equador.
No entanto, isto não foi suficiente para explicar completamente a mudança de cor, por isso os investigadores adicionaram uma nova variável ao modelo na forma de uma “capa” de neblina gelada gradualmente espessada que já tinha sido observada durante o verão, polo iluminado pelo sol como o planeta. passa do equinócio ao solstício. Os astrônomos pensam que é provável que seja composto por partículas de gelo de metano. Quando simuladas no modelo, as partículas de gelo aumentaram ainda mais a reflexão nos comprimentos de onda verde e vermelho nos polos, oferecendo uma explicação do motivo pelo qual Urano é mais verde no solstício.
O professor Irwin disse: “Este é o primeiro estudo a combinar um modelo quantitativo com dados de imagem para explicar por que a cor de Urano muda durante sua órbita. Desta forma, demonstramos que Urano é mais verde no solstício devido às regiões polares terem uma abundância reduzida de metano, mas também uma maior espessura de partículas de gelo de metano brilhantemente espalhadas.”
A Dra. Heidi Hammel, da Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia (AURA), que passou décadas estudando Netuno e Urano, mas não esteve envolvida no estudo, disse: “A percepção errônea da cor de Netuno, bem como as mudanças incomuns de cor de Urano, nos atormentou por décadas. Este estudo abrangente deve finalmente resolver ambas as questões.”
O estudo 'Modelagem do ciclo sazonal da cor e magnitude de Urano, e comparação com Netuno', foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
