O Telescópio Espacial Spitzer avistou um enorme anel em torno de Saturno, a maior e mais distante faixa distante em todo o mundo. Quão grande é esse anel? "Se você tivesse olhos infravermelhos como Spitzer", disse Anne Verbiscer, astrônoma da Universidade da Virgínia, Charlottesville, "da Terra, pareceria uma lua cheia em ambos os lados de Saturno". Isso é incrivelmente grande! A maior parte de seu material começa a cerca de seis milhões de quilômetros (3,7 milhões de milhas) de distância do planeta e se estende para fora por outros 12 milhões de quilômetros (7,4 milhões de milhas). Um bilhão de Terras poderia caber no volume de espaço que esse anel ocupa.
Então, por que essa estrutura gigantesca não foi detectada anteriormente?
“É muito, muito fraco; extremamente tênue ”, disse Verbiscer à Space Magazine. "Se você estivesse dentro do ringue, nem saberia. Em um quilômetro cúbico de espaço, existem apenas 10 a 20 partículas. As partículas têm aproximadamente o mesmo tamanho das partículas de nevoeiro, mas estão muito espalhadas. Estamos apenas olhando para as emissões térmicas que essas pequenas partículas estão emitindo; não estamos olhando a luz do sol refletida nas observações que fizemos com Spitzer. É isso que faz do Spitzer o instrumento perfeito para tentar encontrar uma estrutura de poeira assim. Esse anel é completamente análogo aos discos de entulho em torno de outras estrelas que Spitzer observou. ”
A equipe de pesquisa não encontrou esse anel; eles estavam procurando por isso. A equipe inclui Verbiscer, Douglas Hamilton da Universidade de Maryland, College Park, e Michael Skrutskie, da Universidade da Virgínia, Charlottesville. Eles usaram a câmera infravermelha de maior comprimento de onda no Spitzer, chamada fotômetro de imagem multibanda, e fizeram suas observações em fevereiro de 2009, antes que o Spitzer ficasse sem refrigerante em maio e iniciasse sua missão "quente".
"Há mais de 300 anos, as pessoas tentam explicar a aparência da lua Iapetus, de Saturno (que foi descoberta por Giovanni Cassini em 1671) e por que um lado da lua é claro e o outro muito escuro", disse Verbiscer. “Nos últimos 35 anos, outra lua, Phoebe surgiu como uma possível explicação, pois há uma conexão entre essas duas luas. A própria Phoebe é muito, muito escura e corresponde ao albedo ou brilho do material escuro do hemisfério principal de Iapetus. Phoebe tem uma órbita retrógrada e Iapetus está em uma órbita pro-grade. Então, se as partículas forem lançadas de Phoebe e espiralarem para dentro em direção a Saturno, elas estariam atingindo Jápeto naquele hemisfério líder. ”
Verbiscer disse que dinamicamente, essa explicação para o lado sombrio de Iapetus foi discutida e tentou ser modelada. Mas ninguém pensou em usar o Spitzer para procurar poeira nessa área. "Então, essa foi a nossa idéia", disse ela. "O título da nossa proposta era 'Um Novo Anel Saturniano'. Definitivamente, procurávamos uma estrutura de poeira associada a Phoebe e na mesma órbita, e é exatamente isso que vemos".
Verbiscer disse que seria muito difícil até para a sonda Cassini, e especialmente as câmeras de imagem, para ver esse anel, pois ele aparece apenas no infravermelho. Além disso, a Cassini está dentro deste anel e teria que olhar além dos outros anéis de Saturno. "Este anel é tão grande, mas tão fraco que seria difícil saber quando você olhava e quando não estava."
A altura vertical e a inclinação orbital deste anel combinam perfeitamente com a órbita de Phoebe no céu. “Se você planejasse onde Phoebe aparece ao longo do tempo enquanto circula por Saturno, o anel corresponde exatamente, disse Verbiscer. “Pense em um quarto girando sobre uma mesa; o anel tem a mesma ponta vertical e a órbita de Phoebe faz o mesmo tipo de coisa. "
Quanto a saber se as partículas de poeira de Phoebe em si ou se Phoebe "pastoreando" algumas partículas nessa configuração, os cientistas não têm provas definidas, mas provavelmente as partículas de poeira são de Phoebe. "Não temos confirmação firme disso, mas é altamente sugestivo que seja de Phoebe", disse Verbiscer. "Os materiais juntos equivalem ao que você obteria ao escavar uma cratera com cerca de um quilômetro de diâmetro em Phoebe."
Phoebe tem 200 km de diâmetro e é fortemente craterada; portanto, uma cratera de 1 km não é uma cratera muito grande. "Portanto, não podemos olhar para uma certa cratera em Phoebe e dizer que uma criou o anel", explicou Verbiscer. "É provável que seja de vários impactos menores, e o anel continua sendo fornecido por impactos subsequentes e micrometeoritos atingindo Phoebe, lançando material neste anel, colocando poeira e material da superfície de Phoebe em uma órbita semelhante a Phoebe".
Mas ainda há um pouco de mistério sobre a cor do hemisfério principal de Iapetus.
As duas luas são frequentemente comparadas em composição e, no infravermelho próximo, compartilham características de absorção. No ultravioleta, no entanto, os espectros também não correspondem. "Em termos de cor, em Iapetus, a cor escura parece um pouco mais vermelha em comparação com Phoebe, então há uma pequena incompatibilidade de cores", disse Verbiscer. “Pode ser que as partículas lançadas da Phoebe se misturem com o que estiver em Iapetus, o que pode explicar a diferença de cor. Isso pode ser algo interessante de explorar, fazer alguns modelos de mistura espectral para criar algum material primordial de Iapetus e misturar com o material de Phoebe para ver se eles ficam avermelhados de alguma forma. ”
O anel em si é fraco demais para levar um espectro para tentar determinar quais materiais compõem o anel, mas as suposições são de que os materiais vêm da superfície superior da superfície cratera de Pheobe, que também pode incluir um pouco de gelo. Os close-ups da Lua em Cassini de 2004 mostram crateras brilhantes, sugerindo que o gelo está próximo da superfície.
Spitzer foi capaz de sentir o brilho da poeira fria, que é de apenas 80 Kelvin (menos 316 graus Fahrenheit). Objetos legais brilham com radiação infravermelha ou térmica; por exemplo, até uma xícara de sorvete brilha com a luz infravermelha. "Ao focar no brilho da poeira fria do anel, Spitzer facilitou a localização", disse Verbiscer.
O artigo da equipe aparece na edição de hoje da Nature. Uma versão online está disponível aqui.
Legenda da imagem principal: Artista conceito do novo anel de Saturno. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Ferimento (SSC) O crédito inserido (Saturno, Phoebe e Iapetus) é NASA / JPL / SSI. Imagem cedida por Anne Verbiscer
Fonte: Entrevista com Anne Verbiscer
