Solstício de verão 2016

Pôr do sol na Costa da Caparica. Imagem obtida a 29 de junho de 2013.
Crédito: Sérgio Paulino.

Ocorreu ontem, pelas 23:34 (hora de Lisboa), o solstício de verão. Este instante marca o início do verão no hemisfério norte e do inverno no hemisfério sul, e é assinalado, do ponto de vista astronómico, pelo momento em que Sol atinge a sua máxima declinação a norte do equador celeste.

A palavra solstício tem origem no latim solstitĭum, e está associada à ideia de que o Sol se manteria imóvel quando alcançava os pontos solsticiais na esfera celeste. Este ano o verão prolongar-se-á por 93,66 dias, até ao próximo equinócio que ocorrerá no dia 22 de setembro, pelas 15:21 (hora de Lisboa).

Dunas e escarpas em Maftet

A região de Maftet, na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Imagem obtida pela sonda Rosetta, a 21 de maio de 2016, a uma distância aproximada de 7,44 km do centro do cometa.
Crédito: ESA/Rosetta/MPS para a equipa OSIRIS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Nesta imagem recentemente obtida pela sonda europeia Rosetta podemos ver de perto parte de uma depressão localizada na região de Maftet, na superfície do núcleo do cometa 67P. Delimitada por escarpas íngremes com algumas dezenas de metros de altura, esta depressão exibe no seu interior numerosos blocos fraturados, alguns com materiais brilhantes expostos na sua superfície.

Nos planaltos em redor podemos ainda observar dunas de poeira fina com uma textura irregular. A sua morfologia sugere que estes depósitos são compostos por materiais ricos em gelo recentemente sujeitos à ação erosiva da radiação solar.

New Horizons revela contrastes intrigantes entre as luas Nix e Hidra

Comparação entre os espetros de absorção na região do infravermelho de Caronte, Hidra, Nix e do gelo de água puro. Nix exibe bandas de absorção típicas do gelo de água mais profundas dos que Caronte e Hidra.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/adaptado por Sérgio Paulino.

Dados espetrais enviados esta semana pela sonda New Horizons revelam que a superfície de Nix se encontra coberta por grãos de gelo de água relativamente puro. Os dados foram obtidos a 14 de julho de 2015, pelo instrumento Ralph/Linear Etalon Imaging Spectral Array (LEISA), e são uma peça essencial para a compreensão do processo responsável pela formação das luas de Plutão.

"Os pequenos satélites de Plutão foram provavelmente todos formados a partir de uma nuvem de detritos criada pelo impacto de um pequeno planeta num Plutão mais jovem", disse Hal Weaver, investigador da missão New Horizons. "Por isso, seria de esperar que todos eles fossem feitos dos mesmos materiais. A forte assinatura de absorção de gelo de água nas superfícies de todos os três satélites confere mais peso a este cenário. Embora não tivéssemos recolhido os espetros de Estige e Cérbero, os dois satélites mais pequenos de Plutão, a sua elevada refletividade sugere que também eles têm provavelmente superfícies [dominadas por] gelo de água."

Os contrastes nos perfis de absorção visíveis no gráfico de cima revelam, no entanto, que os grãos de gelo de água da superfície de Nix são relativamente mais grosseiros e com menos impurezas que os de Hidra. Estas diferenças são particularmente intrigantes, tendo em conta que Nix e Hidra apresentam dimensões muito semelhantes e a refletividade da superfície de Hidra é significativamente superior à de Nix na banda do visível.

Descoberto um novo asteroide quase-satélite da Terra

Representação da trajetória do asteroide 2016 HO₃ relativamente à Terra.
Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Astrónomos da NASA identificaram um novo objeto co-orbital da Terra. Designado provisoriamente 2016 HO₃, o pequeno asteroide parece seguir uma trajetória elíptica em redor do nosso planeta, contudo, como se mantém fora do domínio gravitacional da Terra, não é considerado um verdadeiro satélite terrestre.

"Uma vez que 2016 HO₃ dá voltas em redor do nosso planeta sem nunca se aventurar para muito longe à medida que ambos orbitam o Sol, referimo-nos a este objeto como um quase-satélite da Terra", disse Paul Chodas, responsável do Centro de Estudos dos Objetos Próximos da Terra da NASA. "Outro asteroide, [designado] 2003 YN₁₀₇, seguiu um padrão orbital semelhante durante algum tempo, há aproximadamente 10 anos, mas afastou-se desde então da nossa vizinhança. Este novo asteroide está muito mais 'agarrado' a nós. Os nossos cálculos indicam que 2016 HO₃ tem sido um quase-satélite estável da Terra há quase um século, e deverá continuar a seguir este padrão como companheiro da Terra por mais alguns séculos."

De facto, 2016 HO₃ é o melhor e mais estável exemplo até hoje conhecido de um quase-satélite da Terra. Com uma órbita com um período de 365,9 dias e uma excentricidade de 0,104, o pequeno asteroide executa uma espécie de dança orbital com o nosso planeta, acelerando ou abrandando a sua velocidade relativamente à Terra consoante se encontra ligeiramente mais próximo ou mais longe do Sol que o nosso planeta. A sua órbita encontra-se também ligeiramente inclinada, pelo que atravessa duas vezes por ano o plano orbital da Terra.

A trajetória de 2016 HO₃ tende ainda a oscilar relativamente ao nosso planeta, ao longo de várias décadas. "De ano para ano, as voltas do asteroide em redor da Terra deslocam-se ligeiramente para a frente ou para trás", acrescentou Chodas. "No entanto, quando esta oscilação é demasiado intensa, a gravidade da Terra é suficientemente forte para a reverter e segurar o asteroide de forma a que este nunca se afaste mais do que cerca 100 vezes a distância da Lua. O mesmo efeito impede o asteroide de se aproximar mais que cerca de 38 vezes a distância da Lua. Com efeito, este pequeno asteroide encontra-se preso numa pequena dança com a Terra."

2016 HO₃ foi descoberto pelo programa PanSTARRS no dia 27 de abril de 2016 e o seu diâmetro deverá situar-se entre os 40 e os 100 metros.

Anéis distorcidos

Saturno e os seus anéis numa imagem obtida pela sonda Cassini, a 09 de junho de 2016.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Apesar de ser essencialmente transparente em comprimentos de onda visíveis para o ser humano, a atmosfera de Saturno tende a distorcer a imagem de objetos mais distantes, quando estes se posicionam na direção do horizonte do planeta.

Na imagem de cima, obtida na passada quinta-feira pela Cassini, podemos ver este fenómeno em ação no lado noturno do planeta. A presença de um gradiente vertical de densidades faz com que as camadas mais altas da atmosfera de Saturno se comportem como uma lente, refratando a luz refletida pelos anéis.

Na margem das terras altas de Plutão

Fronteira entre Sputnik Planum e Krun Macula numa composição construída com imagens obtidas pelos instrumentos Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) e Ralph/Multispectral Visual Imaging Camera (MVIC) da sonda New Horizons, a 14 de julho de 2015.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Nesta belíssima composição podemos ver parte do extremo sudeste de Tombaugh Regio, na superfície de Plutão, local onde as planícies geladas de Sputnik Planum dão lugar aos terrenos acidentados de Krun Macula. Parte de uma série de seis manchas escuras equatoriais, Krun Macula deve provavelmente a sua coloração vermelho-escura à presença de tolinas, moléculas orgânicas complexas formadas pela ação da radiação ultravioleta do Sol e dos raios cósmicos em moléculas mais simples como o metano, azoto molecular, água e monóxido de carbono (composto abundantes na superfície de Plutão).

A região eleva-se cerca de 2,5 km acima das planícies envolventes e é rasgada por grupos de depressões circulares conectadas entre si, tipicamente com 8 a 13 km de diâmetro e 2,5 km de profundidade. Na fronteira com Sputnik Planum, estas depressões formam vales profundos com mais de 40 km de comprimento, 20 km de largura e quase 3 km de profundidade. Os cientistas pensam que estas estruturas foram criadas pelo abatimento da superfície, no entanto permanece por esclarecer o que desencadeou o fenómeno.

Células convectivas no coração de Plutão

Polígonos irregulares em Sputnik Planum numa composição criada com imagens obtidas pela sonda New Horizons, a 14 de julho de 2015.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

A missão New Horizons revelou detalhes fascinantes da superfície de Plutão, incluindo uma vasta bacia coberta por uma camada rica em gelo de azoto, conhecida informalmente por Sputnik Planum. Grande parte desta bacia encontra-se dividida em polígonos irregulares com 20 a 30 km de diâmetro e apenas algumas dezenas de metros de elevação máxima. Dois novos artigos publicados anteontem na revista Nature vêm agora sugerir que a superfície destas estruturas é continuamente renovada por convecção. As conclusões dos dois trabalhos foram obtidas de forma independente, através da análise de modelos computacionais e de dados topográficos e espetrais recolhidos pela sonda New Horizons em julho do ano passado.

"Conseguimos determinar, pela primeira vez, o que são realmente estas estranhas pápulas na superfície gelada de Plutão", disse William McKinnon, investigador da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, e primeiro autor de um dos artigos. "Descobrimos evidências de que, mesmo num planeta gelado longínquo a milhares de milhões de quilómetros de distância da Terra, existe energia suficiente para [a ocorrência de] atividade geológica vigorosa, desde que tenhamos os materiais certos, ou seja, algo mole e flexível como o gelo de azoto."

Os resultados obtidos pela equipa liderada por McKinnon sugerem que os polígonos irregulares de Sputnik Planum são, na verdade, o topo de células convectivas com apenas 3 a 6 km de espessura, criadas pela lenta convecção térmica das camadas superficiais de gelo de azoto presentes na região. Neste cenário, o gelo é aquecido pelo calor interno de Plutão, formando uma coluna que ascende no centro de cada célula como um fluído até à superfície. Logo que alcança a superfície, o gelo começa a perder fluidez, pelo que se desloca lateralmente a uma velocidade cada vez mais lenta. Os sulcos que delimitam cada célula marcam os locais onde o gelo perde mobilidade e se afunda de regresso às camadas onde é gerada a convecção.

Mapa geomorfológico de Sputnik Planum com as fronteiras de cada célula devidamente marcadas. Pode ser encontrada aqui a legenda das cores que assinalam cada tipo de terreno.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Este movimento convectivo ocorre a uma velocidade média de poucos centímetros por ano (aproximadamente a velocidade de crescimento das unhas no ser humano), o que significa que a superfície de cada célula é completamente renovada a fim de aproximadamente 500 mil anos. Este valor encontra-se abaixo do limite superior de idade de Sputnik Planum, calculado com base na contagem de crateras (cerca de 10 milhões de anos). "Esta atividade ajuda provavelmente a suportar a atmosfera de Plutão, ao renovar continuamente a superfície do 'coração'", explicou McKinnon. "Não nos surpreenderia se observássemos este processo noutros planetas anãos da Cintura de Kuiper. Talvez tenhamos a oportunidade de o descobrir um dia, quando lá chegarem futuras missões de exploração."

No outro artigo divulgado na Nature, a equipa de investigadores liderada por Alexander Trowbridge da Universidade de Purdue, nos Estados Unidos, também concluiu que a convecção seria a explicação mais viável para a formação dos polígonos. Os resultados obtidos por Trowbridge e colegas sugerem, no entanto, que o movimento convectivo é gerado a profundidades semelhantes às do diâmetro das células, ou seja, pelo menos 10 km. Estes valores são significativamente superiores aos calculados pela equipa de McKinnon e têm importantes implicações na história geológica de Sputnik Planum.

Com um diâmetro aproximado de 1200 km, a bacia é muito provavelmente uma antiga cratera de impacto. As suas dimensões acomodariam facilmente um manto de gelo de azoto com uma espessura semelhante à calculada pela equipa de McKinnon, mas seriam insuficientes para comportar as profundidades estimadas por Trowbridge e colegas. Isto não demonstra que as estimativas da equipa de Trowbridge estejam incorretas. Apenas exige uma explicação mais elaborada para a formação e evolução de Sptunik Planum.

Os dois trabalhos podem ser consultados aqui e aqui.