Pela primeira vez, uma equipa internacional de astrónomos mapeou a estrutura vertical da alta atmosfera de Urano, revelando como a temperatura e as partículas carregadas variam com a altitude em todo o planeta. Utilizando o instrumento NIRSpec do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, a equipa observou Urano durante quase uma rotação completa, detetando o brilho ténue das moléculas muito acima das nuvens. Os resultados oferecem uma nova perspectiva sobre a forma como os planetas gigantes de gelo distribuem energia nas suas camadas superiores.
Liderado por Paola Tiranti, da Universidade de Northumbria, no Reino Unido, o estudo mapeou a temperatura e a densidade de iões na atmosfera, estendendo-se até 5.000 km acima do topo das nuvens de Urano, uma região chamada ionosfera, onde a atmosfera se ioniza e interage fortemente com o campo magnético do planeta. Estes dados inéditos fornecem o retrato mais detalhado até à data de onde se formam as auroras do planeta, como são influenciadas pelo seu campo magnético invulgarmente inclinado e como a atmosfera de Urano continuou a arrefecer nas últimas três décadas. As medições mostram que as temperaturas atingem o pico entre os 3.000 e os 4.000 km, enquanto as densidades iónicas atingem o seu máximo por volta dos 1.000 km, revelando claras variações longitudinais ligadas à complexa geometria do campo magnético.
“Esta é a primeira vez que conseguimos observar a atmosfera superior de Urano em três dimensões“, disse Paola. “Com a sensibilidade do Webb, podemos rastrear como a energia se move para cima através da atmosfera do planeta e até ver a influência do seu campo magnético assimétrico.”
Os dados do Webb confirmam que a atmosfera superior de Urano continua a arrefecer, prolongando uma tendência que começou no início da década de 1990. A equipa mediu uma temperatura média de cerca de 426 kelvins (cerca de 150 graus Celsius), inferior aos valores registados por telescópios terrestres ou por naves espaciais anteriores.
Foram detectadas duas faixas aurorais brilhantes perto dos polos magnéticos de Urano, juntamente com uma nítida diminuição da emissão e da densidade iónica numa parte da região entre as duas faixas (uma característica provavelmente ligada a transições nas linhas do campo magnético). Regiões escuras semelhantes foram observadas em Júpiter, onde a geometria do campo magnético controla a forma como as partículas carregadas se movem através da atmosfera superior.
“A magnetosfera de Urano é uma das mais estranhas do Sistema Solar“, acrescentou Paola. “A estrutura de Urano é inclinada e deslocada em relação ao eixo de rotação do planeta, o que significa que as suas auroras varrem a superfície de formas complexas. O Webb mostrou-nos agora a profundidade com que estes efeitos penetram na atmosfera. Ao revelar a estrutura vertical de Urano com tantos detalhes, o Webb está a ajudar-nos a compreender o balanço energético dos gigantes de gelo. Este é um passo crucial para a caracterização dos planetas gigantes para além do nosso Sistema Solar.”
O estudo baseia-se em dados do programa 5073 do Observatório Geral do JWST (investigador principal: H. Melin, da Universidade de Northumbria, no Reino Unido), que utilizou a Unidade de Campo Integral do NIRSpec no dia 19 de janeiro de 2025 para observar Urano durante 15 horas. A investigação foi publicada na revista Geophysical Research Letters.
Texto original: Webb maps Uranus’s mysterious upper atmosphere
Texto e imagens: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa