Faz quase quarenta anos desde o Voyager 1 e 2 missões visitaram o sistema de Saturno. À medida que as sondas voavam pelo gigante do gás, eles conseguiram capturar imagens impressionantes e de alta resolução da atmosfera do planeta, suas muitas luas e seu icônico sistema de anéis. Além disso, as sondas também revelaram que Saturno estava perdendo lentamente seus anéis, a uma velocidade que os levaria a cem milhões de anos.
Mais recentemente, o Cassini O orbitador visitou o sistema de Saturno e passou mais de 12 anos estudando o planeta, suas luas e seu sistema de anéis. E de acordo com novas pesquisas baseadas em Cassini's dados, parece que Saturno está perdendo seus anéis na taxa máxima prevista pelo Viajante missões. Segundo o estudo, os anéis de Saturno estão sendo devorados pela gigante do gás a uma taxa que significa que eles poderiam desaparecer em menos de 100 milhões de anos.
O estudo, que apareceu recentemente na revista Icaro, liderou James O'Donoghue, do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, e incluiu membros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, do Centro de Física Espacial, da Space Research Corporation, da Universidade de Leicester e da University College London.
De acordo com os dados obtidos pelo Viajante sondas em 1980 e 1981, partículas geladas dos anéis de Saturno são puxadas pela gravidade do planeta depois de se sujeitarem ao campo magnético de Saturno - o que as transforma em uma "chuva de anéis" empoeirada na atmosfera superior de Saturno. Mas, como James Donahue indicou em um comunicado de imprensa recente da NASA, a situação pode ser pior do que se suspeitava originalmente:
"Estimamos que essa 'chuva de anéis' drena uma quantidade de produtos de água que podem encher uma piscina do tamanho olímpico dos anéis de Saturno em meia hora. Somente com isso, todo o sistema de anéis desaparecerá em 300 milhões de anos, mas acrescente a isso o material em anel medido pela sonda Cassini detectado caindo no equador de Saturno, e os anéis têm menos de 100 milhões de anos de vida. Isso é relativamente curto, comparado com a idade de Saturno, de mais de 4 bilhões de anos. "
Cassini estudou a perda do material do anel de Saturno como parte de seu Grande Finale, onde a sonda gastou o combustível restante conduzindo 22 órbitas entre Saturno e seus anéis. Essa foi uma conquista importante, pois a nave Cassini foi para onde nenhuma espaçonave jamais se atreveu a ir e nem foi projetada para voar neste ambiente.
Mesmo assim, Cassini foi capaz de obter informações que confirmavam o que o Viajante sondas observadas décadas atrás, além de responder a um antigo mistério sobre os anéis de Saturno. Basicamente, os cientistas há muito se perguntam se Saturno se formou com seus anéis ou os adquiriu mais tarde na vida. Esta nova pesquisa indica que é provavelmente o último cenário e que Saturno os adquiriu relativamente recentemente em sua história.
De acordo com o estudo, O'Donahue e seus colegas estimaram que é improvável que o sistema de anéis de Saturno tenha mais de 100 milhões de anos, já que levaria muito tempo para o anel C deixar de ser tão denso quanto o anel B para o que é hoje. A esse respeito, O'Donoghue explica, a humanidade tem a sorte de estar por perto em um momento em que os anéis ainda estavam lá:
"Temos sorte de estar por perto para ver o sistema de anéis de Saturno, que parece estar no meio de sua vida. No entanto, se os anéis são temporários, talvez tenhamos deixado de ver sistemas gigantes de anéis de Júpiter, Urano e Netuno, que têm apenas anéis finos hoje! ”
Como observado, as primeiras dicas de “chuva de anéis” vieram do Viajante missões, que resultaram de observações do que se pensava serem três fenômenos não relacionados. Isso incluiu variações na ionosfera eletricamente carregada de Saturno, variações de densidade nos anéis de Saturno e estreitas faixas escuras circundando as latitudes médias do norte dos planetas.
Em 1986, Jack Connerney - um pesquisador do Centro Espacial Goddard da NASA e co-autor do estudo recente - publicou um trabalho de pesquisa que ligava essas faixas escuras à forma do campo magnético de Saturno. Em poucas palavras, ele propôs que as partículas de gelo eletricamente carregadas dos anéis de Saturno fluíam pelas linhas invisíveis do campo magnético e eram depositadas como água na atmosfera superior de Saturno.
Essas partículas, de acordo com Connerney, tornaram-se eletricamente carregadas pela radiação UV do Sol ou por nuvens de plasma causadas por micrometeoroides que bombardeiam os anéis. Uma vez que isso acontece, as partículas sentiriam a atração do campo magnético de Saturno e seriam puxadas pela gravidade de Saturno ao longo das linhas de campo que as depositariam na atmosfera superior.
Essas partículas de gelo seriam vaporizadas e interagiriam quimicamente com a ionosfera de Saturno, que teria o efeito de lavar a névoa na estratosfera. Essas áreas pareceriam mais escuras na luz refletida, criando assim a aparência de faixas escuras na atmosfera de Saturno. Outro resultado seria um aumento da vida útil das partículas carregadas eletricamente conhecidas como íons H3 + (que são compostas por três prótons e duas eleições).
A presença desses íons foi como O’Donoghue e sua equipe foram capazes de confirmar a teoria de Connerney. Usando o telescópio Keck, a equipe pôde observar esses íons nos hemisférios norte e sul de Saturno, graças à maneira como brilha no espectro infravermelho (o que acontece quando eles interagem com a luz solar). Essas bandas foram observadas em pontos onde as linhas do campo magnético que cruzam o plano do anel entram no planeta.
Eles então analisaram a luz para determinar a quantidade de chuva interagindo com a ionosfera de Saturno, o que indicaria o quanto, na forma como as partículas de gelo estavam sendo puxadas dos anéis de Saturno. O que eles descobriram foi que ele correspondia aos altos valores derivados por Connerney e seus colegas em seu estudo de 1986.
A equipe também descobriu uma banda brilhante em uma latitude mais alta no hemisfério sul, que por acaso é o local onde o campo magnético de Saturno se cruza com a órbita de Encélado. Há algum tempo, os astrônomos sabem que os gêiseres que emergem periodicamente da região polar sul de Encélado (que são o resultado de atividade geológica no interior) são responsáveis por reabastecer o anel-E de Saturno.
Esta última descoberta indicaria que algumas das partículas geladas que Enceladus emite também estão chovendo em Saturno, o que também contribui para as faixas escuras do planeta. Como Connerney indicou:
"Não foi uma surpresa completa. Também identificamos Encélado e o anel-E como uma fonte abundante de água, com base em outra estreita faixa escura naquela antiga imagem da Voyager. ”
Olhando para o futuro, a equipe gostaria de ver como a chuva do anel muda como resultado das mudanças sazonais em Saturno. O período orbital de Saturno, que é de 29,4 anos, faz com que seus anéis sejam expostos a diferentes graus de luz do sol. Como a exposição à luz UV carrega os grãos de gelo no anel e os faz interagir com o campo magnético de Saturno, os níveis variáveis de exposição devem ter um impacto direto na quantidade de chuva no anel na atmosfera superior.
Essas descobertas, que estão levando os cientistas a repensar suas suposições anteriores sobre o sistema de Saturno, são apenas as descobertas mais recentes que surgiram no Cassini missão. Mesmo que o orbitador tenha encerrado sua missão há dois anos, colidindo com a atmosfera de Saturno, os dados que ele enviou ainda desafiam algumas teorias mais antigas sobre Saturno, enquanto confirmam outras.
Não deixe de conferir esta animação dos anéis que desaparecem de Saturno, cortesia do Centro Espacial Goddard da NASA:
