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Revisitando dados de décadas de Voyager 2, cientistas descobrem mais um segredo sobre Urano
A descoberta, relatada em Geophysical Research Letters , levanta novas questões sobre o ambiente magnético único do planeta.
Por Miles Hatfield, - 26/03/2020


A Voyager 2 capturou esta imagem ao se aproximar do planeta Urano em 14 de janeiro
de 1986. A cor azulada e nebulosa do planeta se deve ao metano em sua atmosfera,
que absorve comprimentos de onda vermelhos da luz. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Oito anos e meio de sua grande turnê pelo sistema solar, a sonda Voyager 2 da NASA estava pronta para outro encontro. Era 24 de janeiro de 1986 e logo encontraria o misterioso sétimo planeta, Urano, gelado como o gelo.

Nas próximas horas, a Voyager 2 voou a 80.433 quilômetros dos topos das nuvens de Urano, coletando dados que revelaram dois novos anéis, 11 novas luas e temperaturas abaixo de 353 graus Fahrenheit (214 graus Celsius). O conjunto de dados ainda é as únicas medições de perto que já fizemos do planeta.

Três décadas depois, os cientistas que inspecionaram esses dados encontraram mais um segredo.

Sem o conhecimento de toda a comunidade de física espacial, 34 anos atrás, a Voyager 2 voou através de um plasmoide, uma bolha magnética gigante que pode estar levando a atmosfera de Urano para o espaço. A descoberta, relatada em Geophysical Research Letters , levanta novas questões sobre o ambiente magnético único do planeta.

Um ímpar ímpar vacilante

Atmosferas planetárias em todo o sistema solar estão vazando no espaço. O hidrogênio brota de Vênus para se juntar ao vento solar, o fluxo contínuo de partículas escapando do sol. Júpiter e Saturno lançam bolhas de seu ar eletricamente carregado. Até a atmosfera da Terra vaza. (Não se preocupe, ele permanecerá por mais um bilhão de anos ou mais.)

Os efeitos são pequenos nas escalas de tempo humanas, mas, por tempo suficiente, a fuga atmosférica pode alterar fundamentalmente o destino de um planeta. Para um caso em questão, olhe para Marte.

"Marte costumava ser um planeta úmido com uma atmosfera espessa", disse Gina DiBraccio, física espacial do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA e cientista de projeto da missão Atmosfera e Evolução Volátil de Marte, ou missão MAVEN. "Evoluiu ao longo do tempo" - 4 bilhões de anos de vazamento no espaço - "para se tornar o planeta seco que vemos hoje".

Essa é mais uma razão pela qual Urano é um mistério. O sobrevôo de 1986 da Voyager 2 revelou o quão magneticamente estranho o planeta é.

"A estrutura, a maneira como ela se move ...", disse DiBraccio, "Urano é realmente por si só."

Diferente de qualquer outro planeta em nosso sistema solar, Urano gira quase perfeitamente de lado - como um porco assado no espeto - completando um rolo de barril a cada 17 horas. Seu eixo de campo magnético aponta 60 graus para longe desse eixo de rotação, de modo que o planeta gira, sua magnetosfera - o espaço esculpido por seu campo magnético - oscila como uma bola de futebol mal jogada. Os cientistas ainda não sabem como modelá-lo.

Essa estranheza levou DiBraccio e seu co-autor Dan Gershman, um colega físico espacial de Goddard, ao projeto. Ambos faziam parte de uma equipe que elaborava planos para uma nova missão para os 'gigantes do gelo' Urano e Netuno, e estavam procurando por mistérios para resolver. O estranho campo magnético de Urano, medido pela última vez há mais de 30 anos, parecia um bom lugar para começar.

Então eles baixaram as leituras do magnetômetro da Voyager 2, que monitoravam a força e a direção dos campos magnéticos próximos a Urano, à medida que a espaçonave passava. Sem ter ideia do que encontrariam, eles se aproximaram mais que os estudos anteriores, plotando um novo ponto de dados a cada 1,92 segundos. Linhas suaves deram lugar a pontas e quedas irregulares. E foi quando eles viram: um pequeno ziguezague com uma grande história.

"Você acha que isso poderia ser ... um plasmoide?" Gershman perguntou a DiBraccio, vendo o rabisco.

Pouco conhecido na época do sobrevôo da Voyager 2, os plasmoides se tornaram reconhecidos como uma maneira importante de os planetas perderem massa. Essas bolhas gigantes de plasma, ou gás eletrificado, se soltam do final da magnetotail de um planeta - a parte de seu campo magnético soprada pelo Sol como uma biruta. Com tempo suficiente, escapar de plasmoides pode drenar os íons da atmosfera de um planeta, alterando fundamentalmente sua composição. Eles haviam sido observados na Terra e em outros planetas, mas ninguém havia detectado plasmoides em Urano - ainda.

DiBraccio executou os dados em seu pipeline de processamento e os resultados voltaram limpos. "Eu acho que definitivamente é", disse ela.

A bolha escapa

O plasmoide DiBraccio e Gershman encontrados ocuparam apenas 60 segundos do vôo de 45 horas da Voyager 2 por Urano. Ele apareceu como um rápido movimento para cima e para baixo nos dados do magnetômetro. "Mas se você o plotasse em 3D, pareceria um cilindro", disse Gershman.

Comparando seus resultados com os plasmoides observados em Júpiter, Saturno e Mercúrio, eles estimaram uma forma cilíndrica de pelo menos 127.000 milhas (204.000 quilômetros) de comprimento e até aproximadamente 250.000 milhas (400.000 quilômetros) de diâmetro. Como todos os plasmoides planetários, estava cheio de partículas carregadas - principalmente hidrogênio ionizado, acreditam os autores.

Leituras de dentro do plasmoide - enquanto a Voyager 2 voava através dele - sugeriam suas origens. Enquanto alguns plasmoides têm um campo magnético interno torcido , DiBraccio e Gershman observaram laços magnéticos suaves e fechados. Tais plasmoides semelhantes a laços são tipicamente formados quando um planeta girando lança pedaços de sua atmosfera para o espaço. "As forças centrífugas assumem o controle e o plasmoide se aperta", disse Gershman. De acordo com suas estimativas, plasmoides como esse poderiam representar entre 15 e 55% da perda de massa atmosférica em Urano, uma proporção maior do que Júpiter ou Saturno. Pode muito bem ser a maneira dominante de Urano lançar sua atmosfera para o espaço.

Como a fuga de plasmoides mudou Urano ao longo do tempo? Com apenas um conjunto de observações, é difícil dizer.

"Imagine se uma nave espacial voasse através desta sala e tentasse caracterizar toda a Terra", disse DiBraccio. "Obviamente, isso não mostrará nada sobre como é o Saara ou a Antártica."

Mas as descobertas ajudam a focar novas questões sobre o planeta. O mistério restante faz parte do sorteio. "É por isso que amo a ciência planetária", disse DiBraccio. "Você está sempre indo a algum lugar que realmente não conhece".

 

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