Netuno é carinhosamente conhecido por ter um intenso tom azul e Úrano uma cor esverdeada - mas um novo estudo revelou que os dois gigantes gelados têm, na verdade, cores muito mais parecidas do que se pensava.
A investigação, liderada pelo Professor Patrick Irwin do Departamento de Física da Universidade de Oxford, foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
O planeta Úrano com a Via Láctea no plano de fundo.Crédito: Mahdi Langari, Getty Images
O professor Irwin e a sua equipa descobriram que ambos os planetas têm, de facto, uma tonalidade semelhante de azul esverdeado, apesar da crença comum de que Neptuno é de um azul profundo e Úrano tem um pálido aspeto ciano.
No entanto, os astrónomos sabem há muito tempo que a maioria das imagens modernas dos dois planetas não refletem com precisão as suas verdadeiras cores. O equívoco surgiu porque as imagens captadas de ambos os planetas durante o século XX - incluindo pela missão Voyager 2 da NASA, a única nave espacial a passar por estes mundos - registaram imagens em cores diferentes.
As imagens de uma só cor foram posteriormente recombinadas para criar composições coloridas, que nem sempre foram equilibradas com exatidão a fim de obter uma imagem de cores "verdadeiras" e - particularmente no caso de Neptuno - foram muitas vezes tornadas "demasiado azuis". Além disso, as primeiras imagens de Neptuno pela Voyager 2 foram fortemente melhoradas em termos de contraste para revelar com mais eficácia as nuvens, as bandas e ventos que moldam a nossa perspetiva moderna do planeta.
O professor Irwin disse: "Embora as imagens familiares de Úrano, pela Voyager 2, tenham sido publicadas numa forma mais próxima da cor 'verdadeira', as de Neptuno foram, de facto, esticadas e melhoradas e, portanto, tornadas artificialmente demasiado azuis".
"Apesar da cor artificialmente saturada ser conhecida na altura pelos cientistas planetários - e as imagens terem sido divulgadas com legendas que a explicavam - essa distinção perdeu-se com o tempo. Aplicando o nosso modelo aos dados originais, conseguimos reconstituir a representação mais exata até agora da cor de Neptuno e de Úrano".
No novo estudo, os investigadores utilizaram dados do STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) do Telescópio Espacial Hubble e do MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) do VLT (Very Large Telescope) do ESO. Em ambos os instrumentos, cada pixel é um espetro contínuo de cores. Isto significa que as observações do STIS e do MUSE podem ser processadas sem ambiguidade com o objetivo de determinar a verdadeira cor aparente de Úrano e de Neptuno.
Os investigadores utilizaram estes dados para reequilibrar as composições coloridas registadas pela câmara da Voyager 2 e também pelo instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) do Telescópio Espacial Hubble. Isto revelou que Úrano e Neptuno têm, de facto, um tom azul esverdeado bastante semelhante. A principal diferença é que Neptuno tem um ligeiro toque adicional de azul, que o modelo revela ser devido a uma camada de neblina mais fina.
O estudo também fornece uma resposta ao mistério de longa data sobre a razão pela qual a cor de Úrano muda ligeiramente durante a sua órbita de 84 anos em torno do Sol.
Imagens de Úrano e Neptuno obtidas pelo instrumento ISS (Imaging Science Subsystem) da sonda Voyager 2, divulgadas pouco depois das passagens em 1986 e 1989, respetivamente. Em baixo, o reprocessamento das exposições com filtros individuais, a fim de determinar a melhor estimativa das cores verdadeiras dos planetas. Crédito: Patrick Irwin, Universidade de Oxford
Os autores chegaram a esta conclusão depois de terem comparado imagens do gigante gelado com medições do seu brilho, que foram registadas pelo Observatório Lowell, no estado norte-americano do Arizona, entre 1950 e 2016, em comprimentos de onda azuis e verdes. Estas medições mostraram que Úrano parecia um pouco mais verde nos seus solstícios (ou seja, no verão e no inverno), quando um dos polos do planeta está apontado para a nossa estrela. Mas durante os equinócios - quando o Sol está sobre o equador - tem uma tonalidade um pouco mais azul.
Parte da razão para este facto era conhecida devido a Úrano ter uma rotação muito invulgar. Na verdade, gira quase de lado ao longo da sua órbita, o que significa que durante os solstícios, o polo norte ou o polo sul apontam quase diretamente para o Sol e para a Terra. Isto é importante porque qualquer alteração na refletividade das regiões polares teria um grande impacto no brilho geral de Úrano quando visto do ponto de vista do nosso planeta.
O que os astrónomos não sabiam muito bem é como ou porque é que esta refletividade diferia. Isto levou os investigadores a desenvolver um modelo que comparava os espetros das regiões polares de Úrano com os das regiões equatoriais.
Descobriram que as regiões polares são mais refletivas nos comprimentos de onda verde e vermelho do que no azul, em parte porque o metano, que absorve o vermelho, tem cerca de metade da abundância nos polos do que no equador.
No entanto, isto não era suficiente para explicar completamente a mudança de cor, pelo que os investigadores acrescentaram uma nova variável ao modelo, sob a forma de uma camada de neblina gelada que se torna gradualmente mais espessa e que já tinha sido observada no verão, no polo iluminado pelo Sol, quando o planeta passa do equinócio para o solstício.
Os astrónomos pensam que é provável que seja constituído por partículas de metano gelado. Quando simuladas no modelo, as partículas de gelo aumentaram ainda mais a reflexão nos comprimentos de onda verde e vermelho nos polos, fornecendo uma explicação para o facto de Úrano ser mais verde no solstício.
O professor Irwin acrescenta: "Este é o primeiro estudo que combina um modelo quantitativo com dados de imagem para explicar porque é que a cor de Úrano muda durante a sua órbita. Desta forma, demonstrámos que Úrano é mais verde no solstício devido ao facto das regiões polares terem uma abundância reduzida de metano, mas também uma maior espessura de partículas de metano gelado que dispersam a luz".
A Dra. Heidi Hammel, da AURA (Association of Universities for Research in Astronomy), que passou décadas a estudar Neptuno e Úrano, mas não esteve envolvida no estudo, disse: "A perceção errada da cor de Neptuno, bem como as invulgares mudanças de cor de Úrano, têm-nos atormentado durante décadas. Este estudo exaustivo deverá finalmente pôr fim a ambas as questões".
Fonte: Astronomia OnLine
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