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Publicado em: 16/11/2017

Pesquisadores descobrem outro planeta com anel no sistema solar*

O planeta anão Haumea: características exóticas e 
formato de uma bola de Rúgbi (Foto: Divulgação/LIneA)

O universo é vasto, movimentado e não para de surpreender. A última descoberta foi sobre Haumea, um dos corpos mais exóticos do Sistema Solar, que acaba de ganhar mais uma surpreendente característica: é o primeiro planeta anão a ter anel detectado em seu entorno. A descoberta, objeto de artigo publicado em outubro na revista Nature, foi realizada por equipe liderada pelo espanhol Jose Luis Ortiz, do Instituto de Astrofísica de Andalucía, e contou com a participação de brasileiros, incluindo os astrônomos Gustavo Benedetti Rossi, do programa de Apoio ao Pós-Doutorado, da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), e Roberto Vieira Martins, Cientista do Nosso Estado, da FAPERJ. Ambos são do Observatório Nacional (ON) e filiados ao Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA). "O apoio da FAPERJ tem sido importante para manter o funcionamento do grupo de ocultações estelares por objetos transnetunianos que lidero, tanto para permitir nossos deslocamentos para observação de ocultações estelares, como para aquisição e expansão de computadores para previsão dos eventos e redução de dados e ainda para participação em importantes reuniões nacionais e internacionais", diz Martins.

Além do anel recém-descoberto, o estudo ainda define algumas das peculiares características do Haumea, como seu formato alongado. “Apesar de ter dimensões comparáveis às de Plutão, ele se assemelha a uma bola de rúgbi, o que pode ser consequência de sua rotação, uma das mais rápidas da região transnetuniana, levando apenas 3,9 horas para dar uma volta em torno de seu eixo. O planeta anão possui ainda dois satélites, Hi’iaka e Namaka, e, provavelmente, uma enorme mancha vermelha em sua superfície. Como se não bastasse, ele é o maior membro da única família colisional – grupo de objetos com características físicas e orbitais similares e que se formaram a partir de um impacto – conhecida de objetos da região transnetuniana” diz Martins.

Os primeiros anéis descobertos no sistema solar foram os de Saturno, observados por Galileu Galilei em 1610. Depois, em 1977, foram descobertos os de Urano; em 1979, os de Júpiter e, em 1989, os de Netuno. Por quase 30 anos acreditou-se que os anéis, que são constituídos por pequenas pedras de gelo, eram exclusividade dos planetas gigantes. Desde 2005, uma equipe internacional, incluindo muitos brasileiros, entre eles Martins e Rossi, dedica-se ao estudo de corpos distantes no sistema solar por meio de ocultações estelares.

Em 2013, essa equipe, que contou com a participação de pesquisadores e alunos do Observatório Nacional (ON/MCTIC) e do Observatório do Valongo, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (OV/UFRJ), observou uma ocultação estelar do objeto chamado Chariklo. Nesse evento, os cientistas descobriram que ele possui dois anéis confinados, com um espaçamento de aproximadamente nove quilômetros entre eles. Esta detecção gerou diversas questões, tais como: Chariklo é o único pequeno corpo com anéis? Se for o único ou não, por quê? Como ocorreu a formação dos anéis? Do que consistem? Qual seu tempo de vida?

A descoberta permitiu a criação de um novo campo de estudos na astronomia – anéis em torno de pequenos corpos – e estimulou a busca desta característica em outros pequenos corpos no sistema solar. A busca por anéis continuou e, em 21 de janeiro de 2017, um sexto objeto com anel foi detectado: Haumea, que é um dos cinco planetas anões conhecidos (junto com Ceres, Plutão, Eris e Makemake) e tem uma órbita que está entre 35 e 51 unidades astronômicas (ua). Cada unidade astronômica representa a distância entre o Sol e a Terra, que é de aproximadamente 150 milhões de quilômetros, levando cerca de 285 anos para dar uma volta ao redor do Sol. O nome, Haumea, foi dado pela União Astronômica Internacional (IAU em inglês), e é uma homenagem à deusa havaiana da fertilidade e do parto. Na mitologia havaiana, é uma referência ao local onde se localizam os telescópios do Observatório Keck, utilizados na descoberta em 2005 dos dois satélites de Haumea: Hi’iaka (deusa havaiana da dança) e Namaka (deusa da água e do mar), ambas filhas de Haumea, com diâmetros estimados de 320 e 160 quilômetros, respectivamente.

O grupo brasileiro trabalhou na predição inicial da ocultação do Haumea, que foi atualizada e melhorada com o esforço da equipe espanhola. “A observação só foi possível devido à imensa colaboração internacional, liderada pelo astrônomo espanhol Jose Luis Ortiz, e envolvendo mais de uma centena de astrônomos profissionais e amadores”, conta Martins. Um total de 12 telescópios, localizados em 10 diferentes observatórios de seis países europeus – Alemanha, Eslováquia, Eslovênia, Hungria, Itália e República Tcheca – observaram a ocultação. “Esta foi a ocultação com maior número de cordas (duração da sombra medida por um dado observador) observadas envolvendo um transnetuniano”, afirma Rossi.

Roberto (à esq.) e Gustavo: os astrônomos fazem parte do grupo
brasileiro 
que trabalhou na predição inicial que permitiu a descoberta
de mais um 
anel no Sistema Solar (Foto: Divulgação/Arquivo pessoal)

Um ponto interessante apontado no trabalho foi sobre a localização do anel. De acordo com os dados obtidos da ocultação, ele está no plano equatorial do planeta anão, assim como seu maior satélite Hi’iaka. “A formação do anel pode ter ocorrido da colisão de Haumea com outro objeto ou da dispersão de material da superfície devido à sua alta velocidade de rotação”, afirma Marcelo Assafin, astrônomo e professor do Observatório do Valongo (OV), que faz parte do grupo.

Outro destaque é que Haumea possui um período de rotação de cerca de 3,9 horas, girando muito mais rápido que qualquer outro corpo conhecido no sistema solar com mais de 100 quilômetros de diâmetro e também é o maior membro da única família colisional conhecida na região transnetuniana. Além disso, Haumea não está na mesma região que Chariklo e Quíron, que são pertencentes a uma classe de objetos chamada Centauro, com órbitas entre Júpiter e Netuno, entre 5 e 30 ua, mas em uma órbita bem mais afastada. Apesar de suas dimensões de 2322 x 1704 x 1026 km – quase do tamanho de Plutão (com 2.374 km de diâmetro) –, Haumea não apresenta atmosfera.

A detecção de anel ao redor de Haumea responde diversas questões levantadas em 2013 com a detecção dos anéis em Chariklo, mas também gera diversas outras perguntas: o processo de formação dos anéis foi o mesmo em Chariklo e Haumea? Há muitos objetos com anéis ou Chariklo e Haumea são exceções no sistema solar? Por quanto tempo os anéis se mantêm ao redor destes pequenos corpos?

Para o pesquisador Roberto Martins, a observação de ocultações estelares é importante para que possamos conhecer algumas características do nosso sistema solar. “Em uma ocultação, a variação do brilho da estrela pode revelar mais detalhes do objeto do que na observação direta com telescópio”, explica. Para responder a estas e outras questões, os pesquisadores buscam prever e observar novas ocultações por estes objetos distantes.

O estudo de corpos do sistema solar através da técnica de ocultação estelar entrará em uma nova era com o levantamento Large Synoptic Survey Telescope (LSST), que irá observar milhões de corpos do sistema solar, entre eles, mais de 40 mil TNOs. Com auxílio dos resultados da missão espacial Gaia, os dados do LSST permitirão predições cada vez mais precisas desses eventos de ocultação. Com o apoio do LIneA e do INCT do e-Universo, membros da equipe brasileira de astrônomos já participam do LSST e contam com a necessária infraestrutura de hardware/software para desenvolvimento de ferramentas voltadas para o tratamento de dados e análise de resultados num contexto de grandes quantidades de informação.

*Com informações da Assessoria de Comunicação do Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA)

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