Chove em Saturno? Pois é, chove sim!



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NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/University of Leicester

Saturno é um planeta gasoso e bem pouco denso. Para vocês terem uma ideia, a densidade média de Saturmo é cerca de 0,7 g/cm³. Como a densidade da água é 1,0g/cm³, se tivéssemos um oceano de 1010 km² de área (ou seja, um oceano gigante que coubesse o planeta), Saturno flutuaria sobre ele (esse hipótese foi bem bizarra, falem a verdade).

Normalmente vocês vão ver que os livros chamam Saturno de um dos “gigantes gasosos”, assim como Júpiter, Urano e Netuno. No entanto, o planeta não é inteiro gasoso. A composição do planeta é de 97% de hidrogênio. Se as condições de pressão e temperatura fizerem com que a densidade do hidrogênio fique abaixo de 0,01g/cm³, o hidrogênio passa a ter características de líquido. Essa densidade crítica é alcançada quando alcançamos um raio que compreende 99,9% da massa do planeta. Com o aumento da pressão, da temperatura e da densidade conforme vamos chegando no núcleo de Saturno, as moléculas de hidrogênio vão ficando cada vez mais próximas (a densidade vai aumentando) e ele passa a se comportar como um metal.

Os modelos matemáticos que estudam o movimento dos planetas sugerem que o núcleo de Saturno seja sólido. Os astrônomos franceses Didier Saumon e Tristan Guillot estimaram que Saturno precisa ter um núcleo sólido, pois apenas isso explicaria seu movimento [1]. De maneira muito simplificada, vamos pensar em uma bola. Uma bola dente de leite, daquelas que vendem em lojinhas de bairro, se movimenta de forma diferente que uma bola de basquete, por exemplo. São diferenças no tamanho e na massa das duas bolas. Observando o movimento de Saturno e comparando com o movimento de outros planetas, com os dados observados de sua composição e com os resultados de modelos computacionais, esses astrônomos chegaram a conclusão que o núcleo de Saturno precisaria ser sólido. Ninguém nunca chegou ao núcleo deste planeta, o núcleo sólido não foi observado, mas ele explica o que os astrônomos observam. Muitas vezes, os cientistas valem-se de métodos indiretos para chegarmos a conclusões. Não foi algo completamente inventado, é uma teoria plausível que explica o que podemos ver.

A atmosfera do planeta é composta majoritariamente por hidrogênio molecular (96,3%) e hélio (3,25%), com traçõs de amônia, acetileno, etano, hidreto de fósforo e metano. Esses gases foram detectados a partir de espetroscopia, usando o sensor IRIS localizado na Voyager[2]. Felizmente, a tecnologia que dispomos hoje nos permite sondar diversos planetas de nosso Sistema Solar, estrelas e planetas de fora do Sistema Solar.

Há umas nuvens interessantes no topo da atmosfera saturniana. Essas nuvens são compostas por água (sim, água!) ou Hidrossulfeto de Amônio (NH4SH). Reparem que no título desta postagem eu falo em chuva. E agora eu acabo de falar em nuvens. Só que a chuva em saturno não vem das nuvens. A chuva vem dos anéis. Sim, é bastante provável que Saturno seja conhecido como “o planeta dos anéis” e até agora eu nem os tinha mencionado. Esses anéis são compostos principalmente por fragmentos rochosos e água. Esses fragmentos entram em atrito entre si e eventualmente caem sobre o planeta. Esses resultados são parte de um estudo feito por pesquisadores da Universidade de Leicester, no Reino Unido e que foi divulgado hoje em diversas revistas de difusão científica e tecnologia, como a Info. Partículas carregadas de água caem dos anéis de Saturno em grandes áreas do planeta. O astrônomo James O’Donoghue, um dos autores do estudo, afirmou que a estimativa é que caia uma piscina olímpica em Saturno por dia.

Como em uma piscina olímpica cabem em média 2.500.000l de água e ela tem uma área de 1250m², temos que essa informação dada por O’Donoghue equivale a 2000mm de chuva por dia.

Algumas regiões da Floresta Amazônica recebem cerca de 3000mm de chuva[3] ANUALMENTE. Sendo assim, 2000mm de chuva por dia é muita coisa, mas não esqueça que precisamos levar em consideração que Saturno é um planeta muito maior que a Terra. Dá só uma olhadinha na figura abaixo, que apresenta a escala de tamanho[4] dos planetas do Sistema Solar:

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Segundo os especialistas, esse chuva saturniana teria grandes impactos na atmosfera daquele planeta, pois causaria alterações de temperatura e na composição da atmosfera. O fenômeno também explicaria porque áreas com pouca densidade de elétrons eram detectadas, mas ninguém sabia a causa. A chuva de água carregada explicaria o fenômeno. Em 2011, cientistas já tinham detectado que Encelados, uma das luas de Saturno (que tem pelo menos 62 satélites naturais), jogava enormes jatos de água na atmosfera de Saturno.  A chuva vinda dos anéis é uma descoberta interessante, pois mostra a interação entre os anéis de Saturno (que estão no espaço) com sua atmosfera.

A enorme tempestade (mancha esbranquiçada) no Hemisferio Norte do planeta. Imagem da sonda Cassini.  Créditos: NASA/JPL-Caltech/SSI
A enorme tempestade (nuvem esbranquiçada) no Hemisferio Norte do planeta. Imagem da sonda Cassini. Créditos: NASA/JPL-Caltech/SSI

O que realmente me impressiona nessas notícias sobre outros planetas é que as interações são completamente diferentes. Se pensarmos como um habitante da Terra, é extremamente esquisito que uma lua jorre água em seu próprio planeta. Ou que um planeta não tenha um ‘chão’ como o nosso, uma vez que é formado quase que inteiramente por gases. Essas descobertas incríveis é que alimentam a criatividade de séries e filmes que abordam viagens espaciais, como Jornada nas Estrelas (Star Trek). Na série, muitas coisas que os cientistas já descobriram ou observaram alimentaram a criatividade dos roteiristas.

Por falar em anéis, no filme Star Trek – Inssureição os tripulantes da Enterprise chegam em um planeta com anéis chamado Ba’ku. Os moradores deste planeta são bem semelhantes aos humanos, porém seus moradores com mais de 100 anos (usando aqui como parâmetro os anos terrestres) mas aparentam ser bem mais jovens (algo entre 20-40 anos).  Acontece que os anéis daquele planeta emitem uma radiação benéfica que faz com que as pessoas não aparentem ter mais do que 20-40 anos. As crianças crescem, vivem de maneira bem saudável (o planeta é uma vila idílica, sem poluição, nada disso), chegam a idade adulta, mas não envelhecem muito. Além disso, essa radiação tem um efeito curativo, fazendo com que as pessoas tenham uma qualidade de vida excelente. Não há doenças! Até os tripulantes da Enterprise passam pelos efeitos benéficos da radiação.

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Sr Worf, você precisa cortar este cabelo, hein. E o que é isso no seu nariz?

 Recomendo este filme. Só que na vida real (supondo que o planeta Terra tivesse anéis) as coisas não seriam tão interessantes assim. Na verdade, se a Terra tivesse anéis, as coisas seriam assustadores. Recomendo este link (em português!) que aborda este assunto.

 Talvez eu escreva outras coisas sobre Saturno, porque realmente há muita coisa para dizer. Eu queria escrever sobre o estranho hexágono no Polo Norte de Saturno e um pouco mais sobre a dinâmica na atmosfera do planeta, mas ainda estou lendo sobre o assunto. Uma dica ótima são as astrofotografias feitas pelo meu amigo Vlamir (que falou sobre observação do Sol aqui). Ele conseguiu fotografar o hexágono:

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Confiram o Flickr do Vlamir aqui.  Sobre a foto, a descrição do Vlamir é a seguinte:

Tive uma ótima sessão de fotografia de Saturno, foi na madrugada de 6 de abril. Eu consegui, como vocês podem ver em algumas fotos, notar o tal de Hexágono de Saturno, notem isto no norte de Saturno, pólo norte, toda aquela área escura forma um hexágono (uma parte não está visível, claro). Eu já tinha visto em imagens de outros astrofotógrafos, com telescópios maiores, tipo, de 14 polegadas ao invés de 8 polegadas como o meu.

O Vlamir também me recomendou um link sobre o hexágono de Saturno (esse aqui). Ainda estou lendo este link e pesquisando em outras fontes. Não vou prometer nada (as ideias para meus posts são meio aleatórias rs), mas talvez eu escreva algo sobre o assunto.

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 Bibliografia e dicas.

[1] Referências que falam sobre o núcleo sólido de Saturno:

– Fortney, Jonathan J. (2004). “Looking into the Giant Planets”. Science 305 (5689): 1414–1415. doi:10.1126/science.1101352. PMID 15353790.
–  Saumon, D.; Guillot, T. (July 2004). “Shock Compression of Deuterium and the Interiors of Jupiter and Saturn”. The Astrophysical Journal 609 (2): 1170–1180.
– “Saturn”. BBC. 2000. Archived from the original on 2011-08-21. Retrieved 2011-07-19.

Leia também o excelente artigo em inglês da Wikipedia, que fala sobre o assunto e apresenta mais referências.

[2] Leia mais aqui.

[3] Leia mais sobre a chuva na Terra (focado em Ciclo Hidrológico e na importância da chuva)  nesse link que encontrei recentemente.

[4]Acho que já passei esse link antes, mas não custa repetir: escalas de tamanhos e distâncias em nosso Sistema Solar. Há outro link abordando o mesmo tema, só que com fotografias. E também encontrei este aqui. São links com aulas de universidades brasileiras. Ótimo material para apresentar na sala de aula.