A duração de um dia em Vênus continua mudando

Os pesquisadores passaram décadas tentando determinar exatamente quanto tempo dura um dia em Vênus. Encontrar a resposta corta o núcleo dos mistérios fundamentais sobre o planeta.

Por mais de 50 anos, os seres humanos tentam afastar as espessas nuvens de Vênus para estudar sua superfície. A maioria das observações utilizou os comprimentos de onda do radar para perfurar as camadas de nuvens. Agora, os cientistas combinaram observações de longo prazo do radar da superfície do planeta para tentar esclarecer um mistério de longa data por trás da duração dos dias de Vênus.

Na Terra, é fácil medir quanto tempo dura um dia. Você simplesmente escolhe um recurso e rastreia quanto tempo leva para o sol retornar à mesma posição. Vênus não é tão simples. Em Vênus, um dia dura cerca de 243 dias terrestres. É mais longo do que o planeta leva para completar uma órbita ao redor do sol. Portanto, um ano venusiano abrange apenas 225 dias terrestres. As nuvens tornam as coisas ainda mais desafiadoras. Eles cobrem a superfície e dificultam a localização de recursos.

Ainda assim, graças a radares e naves espaciais como a missão Magellan da NASA, que passou quatro anos visitando Vênus no início dos anos 90, os astrônomos pensaram que eles tinham um controle sobre a duração de um dia em Vênus.

Mas quando a missão Venus Express da Agência Espacial Européia voltou ao mundo, uma equipe de cientistas descobriu algo estranho. Em uma pesquisa publicada em 2012 , eles mostraram que a rotação do planeta parecia ter diminuído em sete minutos entre as visitas às naves espaciais. 

O mistério torna desafiador entender o que está acontecendo na superfície do planeta, informações que podem ajudar a explicar por que um mundo que começou tanto como a Terra se transformou em uma caixa quente extrema. A falta de conhecimento também pode dificultar o envio de um módulo de aterrissagem para Vênus, embora esse objetivo tenha ganhado apoio científico significativo recentemente.

Agora, os pesquisadores combinaram quase 30 anos de observações de Vênus na Terra para calcular uma taxa de rotação média para o planeta. A nova média é mais lenta que a média calculada pela Magellan durante um período de observação significativamente menor de 487 dias.

"O Venus Express viu apenas que sim, havia uma diferença, mas havia uma incerteza bastante grande", disse o autor do estudo e cientista planetário Bruce Campbell, da Smithsonian Institution em Washington, DC "Nós reduzimos essa incerteza a um nível muito mais fino nível."

Os novos resultados sugerem que, ao longo de 29 anos, de 1988 a 2017, a rotação média de Vênus foi de 243 dias e 30,5 minutos. Isso contrasta com a média de Magalhães de 243 dias e 26,6 minutos.

"Idealmente, você gostaria de medir as coisas precisamente ano a ano", disse Campbell. "De grande interesse é como [essas medidas] afetam a previsão a longo prazo de onde será um ponto na superfície", disse ele. Em outras palavras, se você deseja soltar um explorador robótico em uma região do planeta, precisa saber com que rapidez esse ponto está girando.

Magellan e Venus Express observaram o planeta em detalhes por apenas alguns breves anos. As novas medidas, publicadas na revista Icarus , retrocedem a órbita ao longo de décadas, usando o Observatório Arecibo em Porto Rico e o Observatório Green Bank na Virgínia Ocidental. Embora não identifiquem como a órbita do planeta muda de ano para ano, eles fornecem uma média de longo prazo que pode ser útil para visitar espaçonaves, uma que se encaixa nas duas medições da espaçonave.

"Se, daqui a 20 anos, queremos pousar em um determinado lugar em Vênus, quero ter certeza de que minha previsão é a mais sólida possível", disse Campbell. "Eu não gostaria de prever 20 anos e descobrir que o local de pouso fica a 5, 10, 15 quilômetros de distância".

Os dias de mudança de Vênus

Muito antes de a sonda visitar Vênus, os telescópios da Terra já estavam tentando desvendar seus mistérios. Na década de 1960, os cientistas usaram o radar para determinar que o planeta gira para trás em comparação com sua órbita, que os astrônomos chamam de rotação retrógrada. Nos 20 anos seguintes, os astrônomos continuaram rastreando as características de Vênus, em um esforço para determinar a duração de um dia.

Assim, quando Magalhães chegou a Vênus, sua medição do dia do planeta já era quase 5 minutos mais longa que a medição do radar. Quase 20 anos depois, o Venus Express atrasou 7 minutos, mais perto dos cálculos originais feitos por instrumentos baseados na Terra.

Então, o que está mudando a taxa de rotação do planeta? Estudos anteriores mostraram que a atmosfera pesada, muito mais espessa que a da Terra, pode criar um arrasto na superfície, retardando a rotação do planeta. Rebocadores gravitacionais da Terra e do Sol também podem desempenhar um papel importante na alteração da duração do dia. Isso significa que qualquer dia em Vênus (que, novamente, dura 243 dias terrestres) pode ser um pouco mais longo ou mais curto do que o anterior, dependendo do clima.

Vênus não para de girar

Essas mudanças não são necessariamente permanentes. Enquanto a nova pesquisa revela uma duração média diferente do dia em relação às medições anteriores, Campbell e seus colegas alertam que suas descobertas não significam que o planeta um dia parará de girar. No geral, o arrasto da atmosfera é equilibrado pela atração das marés do sol, fazendo com que o planeta gire mais rapidamente em alguns dias do que em outros. Assim, embora a atmosfera possa diminuir a rotação do planeta às vezes, o sol o impede de desacelerar excessivamente.

De fato, de acordo com Jean-Luc Margot, cientista planetário da UCLA que não fazia parte das novas descobertas, o oposto poderia ser verdade. "Não sabemos se a rotação de Vênus está desacelerando ou acelerando", disse Margot. "De fato, a velocidade de rotação de Vênus pode muito bem estar aumentando nesse momento."

Parte do problema de resolver a rotação do planeta vem da falta de precisão.

"Para Vênus, não temos medições altamente precisas", disse Nils Mueller, pesquisador do Centro Aeroespacial Alemão que liderou a pesquisa de 2012.

Como as naves espaciais pousaram em suas superfícies, Marte e a lua têm medições rotacionais muito mais rigorosas. Campbell gostaria de ver esse tipo de precisão usada em Vênus. Na década de 1970, os astronautas da Apollo deixaram para trás espelhos na superfície lunar que permitiam aos pesquisadores disparar um raio laser da Terra para a Lua e voltar. Os marcianos têm sinais de rádio que transmitem sua posição de volta à Terra. Ambos permitem medições precisas de rotação.

"Não temos nenhum desses para Vênus", disse Campbell.

Isso pode mudar em um futuro próximo.

"Hoje em dia há muita emoção em voltar a Vênus", disse Campbell. A NASA está explorando uma missão proposta chamada VERITAS, ou Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topografia e Espectroscopia, que criaria um mapa de alta resolução do planeta. A Agência Espacial Européia também tem uma proposta de missão chamada EnVision. Como o VERITAS, o EnVision executaria o mapeamento de radar de alta resolução.

"Isso proporcionaria uma melhoria significativa na resolução da imagem em relação à Magellan", disse Campbell. Nenhuma missão foi financiada ainda.