Um novo estudo liderado pelo físico Sascha Kempf da Universidade do Colorado Boulder apresentou a evidência mais forte até agora de que os anéis de Saturno são surpreendentemente jovens, respondendo potencialmente a uma pergunta que tem intrigado cientistas por mais de um século.
A pesquisa, a ser publicada em 12 de maio na revista Science Advances, estima a idade dos anéis de Saturno em no máximo 400 milhões de anos. Isso faz com que os anéis sejam muito mais jovens do que o próprio Saturno, que tem cerca de 4,5 bilhões de anos.
“De certa forma, chegamos a uma conclusão sobre uma questão que começou com James Clerk Maxwell”, disse Kempf, professor associado do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP) da CU Boulder.
Os pesquisadores chegaram a essa conclusão estudando um tema que pode parecer incomum: a poeira.
Kempf explicou que minúsculos grãos de material rochoso atravessam o sistema solar da Terra de maneira quase constante. Em alguns casos, esse fluxo pode deixar uma fina camada de poeira nos corpos planetários, incluindo o gelo que compõe os anéis de Saturno.
No novo estudo, ele e seus colegas se propuseram a datar os anéis de Saturno estudando o quão rapidamente essa camada de poeira se acumula – um pouco como dizer a idade de uma casa passando o dedo pelas suas superfícies.
“Pense nos anéis como o tapete da sua casa”, disse Kempf. “Se você tiver um tapete limpo, basta esperar. A poeira vai se assentar no seu tapete. O mesmo vale para os anéis.”
Foi um processo árduo: de 2004 a 2017, a equipe usou um instrumento chamado Analisador de Poeira Cósmica a bordo da finada sonda Cassini da NASA para analisar grãos de poeira voando ao redor de Saturno. Ao longo desses 13 anos, os pesquisadores coletaram apenas 163 grãos que se originaram além da vizinhança próxima do planeta. Mas foi o suficiente. Com base em seus cálculos, os anéis de Saturno provavelmente estão acumulando poeira há apenas algumas centenas de milhões de anos.
Os anéis do planeta, em outras palavras, são fenômenos novos, surgindo (e potencialmente até desaparecendo) em um piscar de olhos em termos cósmicos.
“Sabemos aproximadamente qual é a idade dos anéis, mas isso não resolve nenhum dos nossos outros problemas”, disse Kempf. “Ainda não sabemos como esses anéis se formaram em primeiro lugar.”
Os pesquisadores têm sido cativados por esses anéis aparentemente translúcidos há mais de 400 anos. Em 1610, o astrônomo italiano Galileu Galilei observou os anéis pela primeira vez através de um telescópio, embora não soubesse o que eles eram. (Os desenhos originais de Galileu fazem os anéis parecerem um pouco com as alças de uma jarra de água). No século XIX, Maxwell, um cientista da Escócia, concluiu que os anéis de Saturno não poderiam ser sólidos, mas eram, ao invés disso, compostos por muitas peças individuais.
Hoje, os cientistas sabem que Saturno hospeda sete anéis compostos por incontáveis pedaços de gelo, a maioria deles não maior que um pedregulho na Terra. Juntos, esse gelo pesa cerca de metade do que a lua de Saturno, Mimas, e se estende por quase 280.000 quilômetros a partir da superfície do planeta.
Kempf acrescentou que, durante a maior parte do século XX, os cientistas presumiram que os anéis provavelmente se formaram ao mesmo tempo que Saturno. Mas essa ideia levantou algumas questões – nomeadamente, os anéis de Saturno são brilhantes e limpos. Observações sugerem que essas características são compostas por cerca de 98% de gelo puro por volume, com apenas uma quantidade minúscula de matéria rochosa.
“É quase impossível acabar com algo tão limpo”, disse Kempf.
A sonda Cassini ofereceu uma oportunidade para definir uma idade para os anéis de Saturno. A espaçonave chegou a Saturno em 2004 e coletou dados até colidir intencionalmente com a atmosfera do planeta em 2017. O Analisador de Poeira Cósmica, que tinha um formato semelhante a um balde, coletou pequenas partículas enquanto elas passavam.
Engenheiros e cientistas da LASP projetaram e construíram um analisador de poeira muito mais sofisticado para a próxima missão Europa Clipper da NASA, que está programada para ser lançada em 2024.
A equipe estimou que essa sujeira interestelar contribuiria com muito menos que um grama de poeira para cada pé quadrado dos anéis de Saturno a cada ano – uma leve aspersão, mas suficiente para se acumular ao longo do tempo. Estudos anteriores também sugeriram que os anéis poderiam ser jovens, mas não incluíram medidas definitivas de acúmulo de poeira.
Os anéis podem já estar desaparecendo. Em um estudo anterior, cientistas da NASA relataram que o gelo está lentamente caindo no planeta e pode desaparecer completamente em mais 100 milhões de anos.
O fato dessas características efêmeras existirem em um momento em que Galileu e a sonda Cassini puderam observá-las parece quase bom demais para ser verdade, disse Kempf – e pede uma explicação de como os anéis se formaram em primeiro lugar. Alguns cientistas, por exemplo, sugeriram que os anéis de Saturno podem ter se formado quando a gravidade do planeta despedaçou uma de suas luas.
“Se os anéis são de vida curta e dinâmicos, por que os estamos vendo agora?” ele disse. “É muita sorte.”
Esta descoberta, sem dúvida, abre um novo capítulo na compreensão da evolução dos anéis planetários e reitera a necessidade de uma exploração contínua do nosso sistema solar. Afinal, apenas começamos a arranhar a superfície do que sabemos sobre Saturno e seus misteriosos anéis.
Os anéis de Saturno são um dos espetáculos mais belos e misteriosos do nosso sistema solar. E, como vimos, ainda temos muito a aprender sobre eles. O estudo de Kempf e sua equipe adiciona uma peça significativa ao quebra-cabeças, mas também levanta novas questões que precisam ser respondidas.
Por exemplo, como os anéis conseguiram manter sua pureza incrível ao longo de milhões de anos? E se os anéis são tão jovens e estão constantemente mudando, o que isso nos diz sobre outros sistemas de anéis planetários no nosso sistema solar e além?
Além disso, se os anéis de Saturno são um fenômeno tão recente, como eles se formaram em primeiro lugar? A teoria de que foram formados a partir de uma lua despedaçada pela gravidade de Saturno é intrigante, mas ainda precisamos de mais evidências para apoiá-la.
É claro que, para responder a todas essas perguntas, precisaremos continuar enviando missões como a Cassini e a futura missão Europa Clipper da NASA. Cada nova missão nos dá uma visão mais detalhada do nosso sistema solar e nos ajuda a entender melhor o lugar que ocupamos no universo.
Também é importante lembrar que, embora a ciência planetária possa parecer distante e abstrata, ela tem implicações práticas reais. Compreender como os anéis de Saturno se formaram e evoluíram pode nos ajudar a entender melhor os processos que formam planetas e outros corpos celestes, incluindo a Terra.
Portanto, enquanto continuamos a explorar o nosso sistema solar e a desvendar os mistérios dos anéis de Saturno, podemos ter certeza de que cada nova descoberta nos aproxima um pouco mais de entender nosso próprio lugar no cosmos. E, quem sabe, talvez um dia possamos até descobrir outras maravilhas cósmicas tão fascinantes quanto os anéis de Saturno.
Por fim, é importante lembrar que, embora a ciência planetária possa parecer distante e abstrata, ela tem implicações práticas reais. Compreender como os anéis de Saturno se formaram e evoluíram pode nos ajudar a entender melhor os processos que formam planetas e outros corpos celestes, incluindo a Terra. Portanto, enquanto continuamos a explorar o nosso sistema solar e a desvendar os mistérios dos anéis de Saturno, podemos ter certeza de que cada nova descoberta nos aproxima um pouco mais de entender nosso próprio lugar no cosmos. E, quem sabe, talvez um dia possamos até descobrir outras maravilhas cósmicas tão fascinantes quanto os anéis de Saturno.
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