Voyager 2 e o mistério do cinturão de radiação de elétrons em Urano

Urano e Netuno: gigantes de gelo ainda pouco visitados

Os “gigantes de gelo” do Sistema Solar - Urano e Netuno - seguem como os planetas menos investigados entre os que orbitam o nosso Sol.

Por causa da distância enorme que os separa da Terra, a primeira sonda a estudá-los foi a Voyager 2 - e, até hoje, ela continua sendo a única missão a realizar um sobrevoo por esses mundos.

O que a sonda revelou abriu uma lista de enigmas sobre os dois planetas, seus sistemas de luas e outras propriedades. Um exemplo: ao passar por Urano, a Voyager registrou um cinturão de elétrons com um nível de energia muito acima do esperado.

Desde então, cientistas analisaram milhares de gigantes gasosos fora do Sistema Solar e fizeram comparações que só reforçaram a pergunta de como o sistema uraniano conseguiria sustentar tanta radiação de elétrons aprisionada.

O que os dados da Voyager 2 sugeriam sobre o cinturão de radiação de Urano

Até hoje, a Voyager 2 forneceu as únicas medições diretas do ambiente de radiação em Urano. A partir disso, consolidou-se a descrição mais aceita do sistema: um cinturão de radiação de íons relativamente fraco e, ao mesmo tempo, um cinturão de radiação de elétrons extremamente intenso.

No entanto, ao reexaminar os dados da sonda, uma equipe encontrou indícios de que as medições não teriam sido feitas sob condições típicas do vento solar. Em vez disso, os pesquisadores propõem que o sobrevoo tenha coincidido com um evento transitório do vento solar atravessando o sistema.

Segundo o grupo, esse episódio teria gerado as ondas de alta frequência mais poderosas observadas durante a missão da Voyager 2. Na época, os cientistas acreditavam que essas ondas espalhariam elétrons, que acabariam perdidos para a atmosfera de Urano.

Com o avanço dos estudos, porém, descobriu-se que, em certas condições, essas mesmas ondas também podem acelerar elétrons e injetar energia extra em sistemas planetários.

Hipótese do SwRI: vento solar e uma “região de interação co-rotativa”

Em um estudo recente, cientistas do Instituto de Pesquisa do Sudoeste (SwRI) levantaram a hipótese de que as observações da Voyager 2 possam ter sido influenciadas por uma estrutura do vento solar.

De modo semelhante ao que ocorre na Terra durante processos desencadeados por tempestades do vento solar, eles consideram que uma “região de interação co-rotativa” estivesse atravessando o sistema no momento em que a Voyager 2 realizou seu sobrevoo histórico.

A pesquisa foi liderada pelo Dr. Robert C. Allen, físico espacial e cientista-chefe da Divisão de Ciências Espaciais do SwRI. Ele trabalhou com a cientista-chefe do SwRI Sarah Vines e com o gerente sénior de programas George C. Ho.

O artigo que descreve o trabalho, “Resolvendo o mistério do cinturão de radiação de elétrons em Urano: aproveitando o conhecimento dos cinturões de radiação da Terra em uma reavaliação das observações da Voyager 2”, apareceu recentemente na revista Cartas de Pesquisa Geofísica.

Comparações com a Terra e o que isso pode significar para futuras missões

Para testar a ideia, a equipe adotou uma abordagem comparativa: colocou lado a lado as observações da Voyager 2 e episódios semelhantes medidos na Terra - e apontou semelhanças.

“A ciência avançou muito desde o sobrevoo da Voyager 2. Decidimos adotar uma abordagem comparativa, analisando os dados da Voyager 2 e comparando-os com observações da Terra que fizemos nas últimas décadas”, disse o Dr. Allen em um comunicado do SwRI.

“Em 2019, a Terra passou por um desses eventos, o que causou uma aceleração imensa de elétrons no cinturão de radiação”, acrescentou a Dra. Vines.

“Se um mecanismo semelhante interagiu com o sistema uraniano, isso explicaria por que a Voyager 2 viu toda essa energia adicional inesperada.”

Com base nessa comparação, os autores sugerem que a interação entre o vento solar e a magnetosfera de Urano pode ter impulsionado ondas de alta frequência capazes de acelerar elétrons a energias próximas à velocidade da luz.

Ao mesmo tempo, o estudo levanta outras dúvidas sobre a física fundamental por trás dessas ondas intensas e sobre a sequência de acontecimentos que teria levado ao fenómeno.

“Este é apenas mais um motivo para enviar uma missão dedicada a Urano. As descobertas têm algumas implicações importantes para sistemas semelhantes, como o de Netuno”, afirmou o Dr. Allen.

Este artigo foi publicado originalmente pelo portal Universo Hoje. Leia o artigo original.

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