Um novo estudo liderado pelo físico Sascha Kempf, da Universidade do Colorado Boulder, forneceu a evidência mais forte até agora de que os anéis de Saturno são notavelmente jovens – potencialmente respondendo a uma pergunta que tem confundido os cientistas por mais de um século.
A pesquisa, publicada em 12 de maio na revista Science Advances, estima a idade dos anéis de Saturno em não mais de 400 milhões de anos. Isso torna os anéis muito mais jovens que o próprio Saturno, que tem cerca de 4,5 bilhões de anos.
“De certa forma, concluímos 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 esse fechamento estudando o que pode parecer um assunto incomum: a poeira.
Kempf explicou que minúsculos grãos de material rochoso atravessam o sistema solar da Terra quase constantemente. Em alguns casos, esse fluxo pode deixar para trás uma fina camada de poeira nos corpos planetários, inclusive no gelo que compõe os anéis de Saturno.
No novo estudo, ele e seus colegas decidiram colocar uma data nos anéis de Saturno estudando a rapidez com que essa camada de poeira se acumula – um pouco como dizer a idade de uma casa passando o dedo por suas superfícies.
“Pense nos anéis como o carpete da sua casa”, disse Kempf. “Se você tem um tapete limpo, basta esperar. A poeira vai assentar no tapete. O mesmo vale para os anéis.”
Foi um processo árduo: de 2004 a 2017, a equipe usou um instrumento chamado Cosmic Dust Analyzer a bordo da última espaçonave Cassini da NASA para analisar partículas de poeira voando ao redor de Saturno. Ao longo desses 13 anos, os pesquisadores coletaram apenas 163 grãos que se originaram de fora da vizinhança próxima do planeta. Mas foi o suficiente. Com base em seus cálculos, os anéis de Saturno provavelmente acumularam poeira por apenas algumas centenas de milhões de anos.
Os anéis do planeta, em outras palavras, são novos fenômenos, surgindo (e potencialmente até desaparecendo) no que equivale a um piscar de olhos em termos cósmicos.
“Sabemos aproximadamente 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.”
De Galileu a Cassini
Os pesquisadores foram cativados por esses anéis aparentemente translúcidos por mais de 400 anos. Em 1610, o astrônomo italiano Galileo Galilei observou pela primeira vez as características através de um telescópio, embora não soubesse o que eram. (Os desenhos originais de Galileu fazem os anéis parecerem um pouco com as alças de uma jarra de água). Nos anos 1800, Maxwell, um cientista da Escócia, concluiu que os anéis de Saturno não podiam ser sólidos, mas, em vez disso, eram compostos de muitas peças individuais.
Hoje, os cientistas sabem que Saturno abriga sete anéis compostos por incontáveis pedaços de gelo, a maioria não maior que uma pedra na Terra. Ao todo, esse gelo pesa cerca de metade do que a lua de Saturno, Mimas, e se estende por quase 175.000 milhas da superfície do planeta.
Kempf acrescentou que, durante a maior parte do século 20, os cientistas assumiram que os anéis provavelmente se formaram ao mesmo tempo que Saturno.
Mas essa ideia levantou algumas questões – a saber, os anéis de Saturno são limpos e brilhantes. Observações sugerem que esses recursos são compostos por aproximadamente 98% de gelo de água pura por volume, com apenas uma pequena quantidade de matéria rochosa.
“É quase impossível acabar com algo tão limpo”, disse Kempf.
A Cassini ofereceu uma oportunidade de estabelecer uma idade definitiva nos anéis de Saturno. A espaçonave chegou a Saturno pela primeira vez em 2004 e coletou dados até que colidiu propositalmente com a atmosfera do planeta em 2017. O Cosmic Dust Analyzer, que tinha a forma de um balde, recolheu pequenas partículas à medida que passavam.
Engenheiros e cientistas do 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 interplanetária contribuiria com muito menos de um grama de poeira para cada metro quadrado dos anéis de Saturno todos os anos – uma leve borrifada, mas o suficiente para aumentar com o tempo. Estudos anteriores também sugeriram que os anéis poderiam ser jovens, mas não incluíram medidas definitivas de acúmulo de poeira.
Golpe de sorte
Os anéis podem já estar desaparecendo. Em um estudo anterior, os cientistas da NASA relataram que o gelo está caindo lentamente sobre o planeta e pode desaparecer completamente em outros 100 milhões de anos.
O fato de essas características efêmeras existirem em uma época em que Galileu e a espaçonave Cassini podiam observá-las parece quase bom demais para ser verdade, disse Kempf – e implora por uma explicação de como os anéis se formaram em primeiro lugar. Alguns cientistas, por exemplo, postularam que os anéis de Saturno podem ter se formado quando a gravidade do planeta partiu uma de suas luas.
“Se os anéis são dinâmicos e de curta duração, por que os estamos vendo agora?” ele disse. “É muita sorte.”
Publicado em 24/05/2023 13h40
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