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Algumas das pequenas luas de Urano estão condenadas a colidir

Urano: Um futuro violento espera algumas luas. Crédito da imagem: NASA

Descoberto em 1781, Urano é um gigante do gelo que órbita o nosso Sol uma vez a cada 84 anos terrestres. Este mundo misterioso, que aparece como um pequeno ponto na maioria dos telescópios amadores, não possui apenas um sistema de anéis finos e fracos, mas também 27 luas (até o presente momento). No entanto, pelo menos uma dessas coisas está destinada a mudar: novas medições indicam pelo menos duas colisões prováveis entre quatro luas do planeta milhões de anos no futuro.

Urano foi nomeado em homenagem ao deus grego do céu, Urano, o pai de Cronos (Saturno) e o avô de Zeus (Júpiter). Embora seja visível a olho nu em boas condições de visualização, não foi reconhecido pelos astrônomos antigos como um planeta devido a seu pequeno brilho e lenta órbita. William Herschel anunciou sua descoberta em 13 de março de 1781, expandindo as fronteiras do Sistema Solar pela primeira vez na história moderna.

A nave espacial Voyager 2 descobriu Créssida em 1986. Essa pequena lua conta com apenas 82 quilômetros de diâmetro, de cor escura e órbita próxima de Urano, mas distante da maioria dos anéis do planeta. Pertence ao grupo mais apertado de satélites naturais no sistema solar, sendo nove luas, cujas órbitas ficam a 18 mil quilômetros umas das outras.

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Agora, Robert Chancia, da Universidade de Idaho e seus colegas, deduziram a massa da lua pequena — e com isso descobriu a forma provável de sua morte.

A equipe começou por investigar um dos anéis do planeta, chamado Eta, e descobriu que sua órbita é ligeiramente triangular em vez de perfeitamente circular ou elíptica. “Nós realmente não esperávamos encontrar isso”, diz Chancia.

Urano, o sétimo planeta

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Urano, o sétimo planeta do sistema solar, possui 27 satélites naturais conhecidos. William Herschel descobriu as duas primeiras luas em 1787: Titânia e Oberon, e outras duas luas foram descobertas em 1851 por William Lassell, as luas Ariel e Umbriel. E em 1948, Gerard Kuiper descobriu Miranda. Todas as demais luas de Urano foram descobertas após 1985, durante o sobrevoo da Voyager 2 pelo planeta ou através de avançados telescópios terrestres.

As luas de Urano são classificadas em três grupos: satélites internos, mais próximos do planeta e localizados no interior da órbita de Miranda. São treze os satélites internos no total, sendo que todos estão relacionadas com os anéis de Urano.

Em seguida vem o grupo dos grandes satélites, com cinco componentes: Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon, com diâmetros variando de cerca de 72 km para Miranda a 1578 km para Titânia.

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Comparação de tamanho entre Urano e suas seis maiores luas. Da esquerda para a direita: Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon. Nesta montagem com grandes luas de Urano e uma lua menor: da esquerda para a direita: Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania e Oberon. Outras luas ainda não foram fotografadas em detalhes. Imagens originais foram tiradas pela Voyager 2 da NASA. As proporções de tamanho estão corretas.

Nesta montagem com grandes luas de Urano e uma lua menor: da esquerda para a direita: Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania e Oberon. Outras luas ainda não foram fotografadas em detalhes. Imagens originais foram tiradas pela Voyager 2 da NASA. As proporções de tamanho estão corretas. Crédito: NASA / Wikimedia Commons.

E por fim, Urano tem o grupo dos satélites irregulares. Em astronomia, um satélite irregular é um satélite natural que segue uma órbita grande, excêntrica e inclinada. Acredita-se que os satélites irregulares sejam corpos capturados, ao contrário dos regulares que se formaram por acreção junto com o planeta.

Compõem esse grupo nove luas conhecidas, que vão muito além da órbita de Oberon, sendo composto por: Francisco, Caliban, Stephano, Trinculo, Sycorax, Margaret, Prospero, Setebos e Ferdinand. O tamanho dos satélites irregulares de Urano varia entre 150 km (Sycorax) e 18 km (Trinculo).

Uma curiosidade: todos os satélites de Urano receberam nomes de personagens das obras de William Shakespeare e Alexander Pope.

Urano foi o último planeta gasoso sem nenhum satélite irregular conhecido, mas a partir de 1997 nove distantes luas irregulares foram identificadas usando telescópios terrestres. Duas outras luas internas, Cupido e Mab, foram descobertas em 2003 usando o Telescópio Espacial Hubble. Margaret foi a última descoberta, com seu anúncio feito em outubro de 2003.

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Luas internas: convívio tumultuoso

Puck, com 162 km de diâmetro, é a maior lua interna de Urano e a única fotografada pela Voyager 2 com algum detalhe. Puck e Mab são os satélites internos mais distantes de Urano. Todas as luas internas são corpos escuros; seu albedo geométrico não passa de 10%. Elas são feitas de água congelada contaminada com um material escuro, provavelmente compostos orgânicos processados por radiação.

Os menores satélites internos perturbam constantemente uns aos outros. O sistema é caótico e aparentemente instável. Simulações mostram que as luas podem se perturbar formando órbitas cruzadoras, que podem resultar em colisões. Desdémona pode colidir com Créssida ou Julieta nos próximos milhões de anos.

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Anel distorcido

Os pesquisadores da equipe da Universidade de Idaho acreditam que a gravidade de Créssida está por trás da distorção do anel Eta, já que Créssida acompanha a órbita das luas de Urano. Em contraste, as partículas individuais que compõem o anel giram mais rápido que a lua, completando três órbitas ao mesmo tempo que a lua leva para completar duas órbitas.

Essa conexão permitiu que a equipe usasse o anel para deduzir a massa da lua, essa foi a primeira vez que alguém determinou a massa de uma lua tão pequena de Urano. Eles descobriram que Créssida é cerca de 1 / 300.000 tão maciço quanto a lua da Terra e cerca de 86% tão denso quanto a água. Isso é muito mais denso do que as pequenas luas de Saturno, que são principalmente feitas de gelo de água, mas são porosas, tornando-as mais leves que o gelo.

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Créssida também é provavelmente porosa. “É muito pequena para compactar essa sua porosidade através da autogravidade, então tem que haver mais coisas do que gelo lá”, diz William McKinnon, da Universidade de Washington, St Louis, no estado do Missouri, Estados Unidos, que não esteve envolvido no trabalho.

“Tem que existir rocha, provavelmente carbonáceas, e isso se encaixa com o fato de que todas as pequenas luas e os próprios anéis serem tão escuros e tão diferentes em comparação com os anéis de Saturno”, diz McKinnon.

Veja no vídeo abaixo, mais informações do astrônomo Sérgio Sacani, editor do canal SpaceToday no Youtube, sobre esse assunto.

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Desdémona condenada

Agora pense na pobre Créssida — não a figura trágica de Shakespeare, mas a pequena lua orbitando Urano. Parece que ela vai bater em outra das luas do planeta em apenas um milhão de anos.

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As descobertas mostram problemas para Créssida. Para as luas internas de Urano, estreitamente prensadas em suas órbitas, quanto maior sua gravidade, mais se puxam umas às outras, elevando o espectro de que alguém se desviará e acabará na pista errada. “Algumas dessas luas provavelmente irão colidir uma com a outra”, diz o membro da equipe, Matthew Hedman, também na Universidade de Idaho.

Em apenas cerca de um milhão de anos, Créssida provavelmente atingirá Desdémona, uma lua que orbita a apenas 900 quilômetros do caminho de Créssida, diz a equipe. Um destino semelhante aguarda as luas Cupido e Belinda, que também se chocarão.

Além disso, diz Chancia, “há evidências de colisões passadas”. Dois anéis difusos perto das luas poderiam ter se formado de restos de esmagamentos anteriores.

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Referências:

  1. CHANCIA, Robert O. HEDMAN , Matthew M.FRENCH , Richard G. “Weighing Uranus’ moon Cressida with the η ring”. ArXivDOI: arxiv.org/abs/1708.07566;
  2. CROSWELL, Ken. Some of Uranus’s small moons are doomed to collideNew Scientist, 04 de setembro de 2017. Disponível em: < https://www.newscientist.com/article/2146276-some-of-uranuss-small-moons-are-doomed-to-collide/> Acesso em 22 de setembro de 2017.
  3. BATTERSBY, Stephen. “Astrophile: Saturn’s egg moon Methone is made of fluff”, New Scientist, 17 de maio de 2013. Disponível em < https://www.newscientist.com/article/dn23560-astrophile-saturns-egg-moon-methone-is-made-of-fluff/>. Acesso em 22 de setembro de 2017.
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Mestrando em Estudos Ambientais pela UCES, Buenos Aires. Graduado em Engenharia Civil e pós-graduado em Gestão Pública e Controladoria Governamental. Com interesse por ciência, tecnologia, filosofia, desenvolvimento sustentável e diversas outras áreas do conhecimento humano.

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