espaçonave Voyager 2 em 1986. Esta imagem icónica de Urano parece torná-lo o planeta mais aborrecido de todos, mas só é verdadeiramente aborrecido por vezes. NASA / JPL-Caltech
Os oito maiores planetas do Sistema Solar possuem todos as suas próprias características únicas. Os planetas rochosos têm crateras, cristas, montanhas e muito mais: provas de um passado violento e de uma actividade interior. Todos os planetas excepto Mercúrio têm atmosferas, onde materiais voláteis formam nuvens e névoas. Nos mundos gigantes do gás, estruturas em forma de bandas, tempestades, e correntes turbulentas são comumente vistas. Júpiter, Saturno, e Neptuno apresentam todos mudanças espectaculares ao longo do tempo sempre que examinamos as suas atmosferas em detalhe.
Mas não Urano. Sozinho entre todos os planetas do Sistema Solar, Urano é um mundo leve, de cor azul, sem qualquer outra característica. Mesmo quando foi visitado de perto pela nave espacial Voyager 2, a parte mais notável da história foi como Urano apareceu sem qualquer marca. Para o olho humano, Urano é o único planeta sem características interessantes nele. Eis a história científica do porquê.
tirado pela Voyager 2, em 21 de Janeiro de 1986. Embora Urano tenha muitas características e propriedades interessantes, olhando para o planeta mesmo de perto com a Voyager 2′s instruments não forneceram nada sobre o qual valesse a pena escrever para casa a partir de uma perspectiva visual. Getty
Urano, como visto da Terra, é apenas um pequeno disco turquesa. A Voyager 2, que tinha previamente revelado detalhes sem precedentes de tempestades e bandas em Júpiter e Saturno, viu um grande globo turquesa, sem características, quando se tratou de Urano. Mesmo aumentando o contraste da imagem o mais alto possível, não havia praticamente nada para ver. Urano parecia ser, de forma bastante decepcionante, o planeta mais aborrecido que poderíamos ter imaginado.
p>Inicialmente, pensávamos ter compreendido porque era um mundo tão sem características. Com um tamanho tão pequeno em relação a Saturno ou Júpiter, conjecturou-se que Urano não era capaz de gerar nenhum do seu próprio calor interno, e estava portanto apenas à temperatura que se esperaria se fosse aquecido pelo Sol. Era azul e sem características porque era frio, distante, e não produzia o seu próprio calor. A sua atmosfera superior era uma constante 58 K. E isso parecia ser toda a história.
e revelou as propriedades, cores, atmosferas e sistemas de anéis de ambos os mundos. Ambos têm anéis, muitas luas interessantes, e fenómenos atmosféricos e de superfície que estamos apenas à espera de investigar. A maior diferença desconhecida entre os dois mundos é a razão pela qual Neptuno parece gerar o seu próprio calor enquanto Urano não o faz. NASA / Voyager 2
Obviamente, não é esse o caso de todo! Claro, é frio e distante, e não gera muito calor interno; essa parte é verdadeira. Mas Urano é único entre todos os mundos do Sistema Solar por uma propriedade especial que possui: a sua rotação. Ao contrário de todos os outros mundos, que rodam com alguma inclinação em relação ao plano de rotação do Sol, Urano está praticamente do seu lado, rolando como um barril em vez de girar como um topo.
Quando a nave espacial Voyager 2 passou por Urano em 1986, foi solstício: o lado iluminado pelo Sol era uma das regiões polares de Urano. Mas à medida que os anos e décadas passaram, Urano passou do solstício para o equinócio, quando a sua região equatorial seria em vez disso iluminada pelo Sol. Em vez de um constante influxo de luz solar num hemisfério, que durava anos, houve um rápido turno dia/noite, coincidente com o período de rotação de Urano de cerca de 17 horas.
detalhes na atmosfera de Urano, o terceiro maior planeta do sistema solar. Na luz óptica, Urano parece um mármore azul-verde sem características, porque o metano na sua atmosfera superior absorve comprimentos de onda vermelhos de luz. Pares infravermelhos através da névoa de metano, revelando cinturas de nuvens mais tempestades brilhantes que se estendem muito acima da maioria das nuvens circundantes. Estas duas vistas mostram os hemisférios oriental e ocidental. Revelam também os anéis estreitos de Urano. Lawrence Sromovsky, Univ. Wisconsin-Madison/W.M. Keck Observatory
Desde que Urano leva 84 anos terrestres para completar uma revolução em torno do Sol, isso significa que leva 21 anos terrestres para passar do solstício ao equinócio. Com a Voyager 2 a passar por ela no solstício em 1986, isso implicava que a melhor altura para a ver a seguir seria em 2007, quando estava no equinócio. Não tínhamos outra missão pronta para ir nessa altura, mas tínhamos o Telescópio Espacial Hubble.
Como pode ver, acima, há todas as características que teria esperado pela primeira vez. Há nuvens ondulantes, tempestades, e mesmo bandas atmosféricas características. Há manchas escuras e claras, névoas e regiões claras, com cores diferenciais em diferentes latitudes uranianas. Em vez de um mundo monocromático e sem características, encontrámos finalmente a atmosfera activa que sempre esperámos.
2012 e 2014 atop Voyager 2′s visões de Urano, pudemos descobrir auroras presentes neste mundo. Os choques interplanetários causados por duas potentes rajadas de vento solar viajando do Sol para Urano foram capturados com o instrumento STIS. NASA / Hubble / Voyager 2
A razão da cor uniforme de Urano durante o solstício deve-se às suas temperaturas quando está em dia contínuo, o que produz uma névoa de metano. O metano, neste estado da matéria, absorve a luz vermelha, razão pela qual a luz solar reflectida assume essa tonalidade turquesa. Simultaneamente, a névoa de metano mascara as nuvens abaixo dela, que é o que faz com que Urano tenha a aparência sem características que conhecemos omnipresentemente após a visita da Voyager 2.
Com a sua inclinação axial de 97,7° graus, um Urano solstício parecerá ser um Urano aborrecido. Mas essa névoa de metano, tão predominante na atmosfera superior de Urano, representa apenas o 1% superior da atmosfera. A observação em bandas diferentes da luz visível revelará ainda mais das suas propriedades não uniformes.
e 2,2 microns obtidas a 6 de Agosto de 2014 pelo telescópio Keck de 10 metros. Imke de Pater (UC Berkeley) & Observatório do Keck
Porque um Urano tipo equinócio arrefecerá durante a noite, a névoa de metano deixa de ser um aerossol de camada superior – que é uma partícula sólida ou líquida suspensa num gás – para se misturar com as camadas atmosféricas inferiores. Assim, quando o dia emerge novamente, a camada superior é parcialmente transparente.
E o que descobrimos, quando isso ocorre, é que há mudanças observáveis na atmosfera superior, que contém pistas para os 99% da atmosfera invisível abaixo dela. Há tempestades que estão presentes mesmo na velha informação Voyager 2, visíveis apenas pelo empilhamento de mais de 1.000 imagens e pela procura de variações entre frames.
como retratado pela nave espacial Voyager 2 da NASA, a um alcance de 5,7 milhões de milhas. Embora Urano possa parecer ser um mundo monocromático e sem características, isto deve-se em grande parte à sua orientação e propriedades orbitais na altura em que o ultrapassámos em 1986. Empilhando muitas imagens variadas deste mundo, uma reanálise foi capaz de revelar características que inicialmente não eram vistas. Getty
Segundo o astrónomo Erich Karkoschka, que fez este trabalho em 2014:
algumas destas características são provavelmente nuvens convectivas causadas por actualizações e condensação. Algumas das características mais brilhantes parecem-se com nuvens que se estendem ao longo de centenas de quilómetros. A invulgar rotação das altas latitudes meridionais de Urano deve-se provavelmente a uma característica invulgar no interior de Urano. Embora a natureza da característica e a sua interacção com a atmosfera ainda não sejam conhecidas, o facto de ter encontrado esta rotação invulgar oferece novas possibilidades de aprender sobre o interior de um planeta gigante.
visível nesta visão de campo amplo do planeta, que mostra uma estrutura em banda na atmosfera, uma clara diferença entre os pólos norte e sul, e tempestades/nuvens de algum tipo que se formam no hemisfério de Inverno de Urano. Estas imagens foram obtidas alguns anos antes do equinócio, utilizando o Telescópio Espacial Hubble. NASA/Erich Karkoschka, Universidade do Arizona
Olhando em comprimentos de onda de luz para além do que o olho humano pode ver, tais como o infravermelho, podemos construir imagens a cores melhoradas. Como seria de esperar, quando Urano está próximo do equinócio, estas revelam uma série de características que são invisíveis ao olho humano, incluindo:
- bandas da estrutura atmosférica,
- diferenças hemisféricas entre os pólos virados para o sol e os pólos virados para o espaço,
- tempestades e nuvens presentes na atmosfera superior,
- e mesmo um sistema de anéis fracos que provavelmente resulta de luas estilhaçadas ou desordenadas.
Tempestades que também são visíveis apenas no infravermelho que se intensificam e diminuem. Ao contrário das nossas observações iniciais, Urano é um mundo rico em características, mas apenas se o virmos da forma correcta.
foi apenas com a missão Voyager 2 que visitámos este mundo, descoberto em 1781, de perto. Passaram já 33 anos desde que lá estivemos, e ainda temos de voltar. Já não parece assim, pois já não está a experimentar o solstício. NASA / Voyager 2
Ainda há muitos mistérios a resolver sobre o segundo planeta mais distante no Sistema Solar. Urano tem um campo magnético estranhamente inclinado mas forte, cerca de 50 vezes mais forte que o da Terra, que gira como um saca-rolhas à volta do planeta. A dupla presença de carbono e hidrogénio sugere que, nas camadas inferiores da atmosfera, a pressão provoca a queda de uma chuva de diamantes. Urano apresenta uma temperatura uniforme durante o solstício, mas grandes diferenças de temperatura em toda a sua superfície durante os equinócios, sugerindo que algo inerente a ela está a causar um desfasamento entre as temperaturas e as estações do ano. E as tempestades que vemos, também impulsionadas pelas estações do ano, sugerem um vórtice mais profundo na atmosfera, mais além do que podemos ver.
descoberta por Hubble. Descobrimos tanta estrutura nos anéis interiores de Urano da Voyager 2, mas um orbitador poderia mostrar-nos ainda mais. Note-se que estas imagens foram tiradas em 2005 (perto do equinócio), e mostram muitas características que são extraordinariamente diferentes da imagem icónica do solstício tirada pela Voyager 2. NASA, ESA, e M. Showalter (Instituto SETI)
Urano, para muitos, ainda é o planeta mais aborrecido, e suponho que isso seja verdade se estiver disposto a acrescentar uma advertência: por vezes. Quando Urano está no solstício, é verdadeiramente o mundo mais aborrecido e sem características que se pode encontrar entre os nossos oito planetas. Mas a falta de uma fonte de calor interna e o facto de girar sobre um eixo inclinado também nos dá uma oportunidade única de aprender como um planeta gigante a gás se comporta quando o seu equilíbrio energético é impulsionado pelo Sol.
Urano, outrora pensado como um mundo sem características, revela-se incrivelmente rico e diversificado. Este mundo turquesa contém uma série de mistérios que sugerem uma estrutura complexa e interna sob a atmosfera superior, facilmente observável. Enquanto houver uma diferença de energia, quer entre os hemisférios polares quer entre os lados do dia e da noite, haverá certamente fenómenos interessantes a investigar. O caso de uma missão dedicada a Urano nunca foi tão forte.
Segue-me no Twitter. Veja aqui o meu website ou algum do meu outro trabalho.