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Astronomia

Urano e suas luas

Eclipses e ocultações fornecem dados para aprimorar a compreensão da estrutura dos planetas

NASAUranoNASA

Fala-se pouco de Urano. Sétimo planeta a partir do Sol, o astro com nome do deus grego que representava os céus só foi descoberto em 1781 e não costuma ganhar nos noticiários o mesmo espaço dedicado hoje a Marte. Esse motivo pode até fazer muitos pensarem que se trata de um planeta menor. Mas não Roberto Vieira Martins. Ele e colaboradores do Observatório Nacional e do Observatório do Valongo, no Rio de Janeiro, testemunharam recentemente uma rara sequência de ocultações e eclipses entre as principais luas de Urano. As medições que obtiveram, as mais precisas já feitas para essas luas, devem ajudar a conhecer melhor tanto a trajetória dos satélites como a própria estrutura interna desse planeta azul-esverdeado coberto por densas camadas de nuvens.

Desde que retornou do doutorado na França em 1982, o astrônomo brasileiro registra continuamente a revolução celeste de Urano e suas cinco maiores luas: Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon. De agosto a novembro de 2007, Martins e os astrônomos Marcelo Assafin, Felipe Braga-Ribas, Dario da Silva Neto e Alexandre Andrei se revezaram no telescópio do Observatório do Pico dos Dias – o maior em solo nacional, instalado em Brasópolis, Minas Gerais – para acompanhar uma série de ocultações e eclipses ocorridos entre as cinco das 27 luas de Urano, o único planeta do Sistema Solar com eixo de rotação inclinado um pouco mais de 90 graus em relação ao da Terra.

A equipe do Rio observou cinco ocultações, quando um satélite encobre total ou parcialmente o outro, e dois eclipses, situação em que a sombra de uma lua encobre total ou parcialmente a outra. Foi uma oportunidade rara, pois Urano só se coloca em posição favorável à observação de eclipses e ocultações duas vezes durante os 84 anos que leva para completar uma volta em torno do Sol. Além dos sete eventos, descritos em abril de 2009 no The Astronomical Journal, o grupo carioca acompanhou algo ainda mais incomum: uma ocultação e um eclipse simultâneos envolvendo o mesmo par de satélites – Ariel, de 1.150 quilômetros de diâmetro, e Miranda, quase 2,5 vezes menor.

Brilho e órbita
A passagem de um satélite ou de sua sombra à frente de outro bloqueia parte ou até mesmo toda a luz refletida por aquele mais distante da Terra – e, nesse caso, próximo a Urano. Conhecendo a redução de brilho, os astrônomos conseguem calcular a distância entre os objetos. Em geral, são necessárias medições feitas por vários telescópios para  estabelecer com precisão a posição dos satélites na órbita de um planeta. Mas tudo fica mais simples quando ao mesmo tempo há um eclipse e uma ocultação de uma lua sobre outra, como ocorreu com Ariel e Miranda. “Essas informações, que serão publicadas em breve, tornam possível estabelecer de maneira mais precisa a geometria da órbita desses satélites, com margem de erro de 30 quilômetros”, afirma Assafin, da equipe do Valongo, ligado à Universidade Federal do Rio de Janeiro.

NASAEm ordem crescente: as luas Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e OberonNASA

E 30 quilômetros são quase nada para o planeta mais distante visível a olho nu, situado a 2,9 bilhões de quilômetros do Sol, distância 20 vezes maior do que a que separa a Terra de sua estrela. Nem a passagem da sonda espacial Voyager 2, que visitou as vizinhanças do planeta azul-esverdeado em 1986, havia gerado dados tão precisos sobre a órbita desses satélites. “Nossas observações permitiram coletar dados pelo menos 10 vezes mais precisos do que os anteriores”, conta Martins, que também é pesquisador associado do Observatório de Paris.

Somando esses dados aos de grupos internacionais, a equipe de Martins espera estabelecer com mais exatidão as órbitas das luas em torno de Urano e as forças que as influenciam. “Nem sempre são óbvios os fatores que determinam a órbita”, conta Martins. Um dos fatores que os astrônomos acreditam interferir na trajetória das luas é a chamada força de maré, consequência secundária da atração gravitacional entre dois corpos. Assim como a força de maré, que provoca uma lenta variação na órbita dos satélites, há também a influência de outras forças decorrentes da distribuição irregular de matéria no interior do planeta.

A partir dessas informações os astrônomos conseguem inferir a composição das camadas mais internas do planeta. Sob suas nuvens de milhares de quilômetros de espessura, por exemplo, imagina-se que existam oceanos de água diluída em metano e talvez até mesmo uma superfície sólida. Mas tudo o que se vê a partir da Terra é a atmosfera. “Não sabemos o que existe ali embaixo”, conta Martins.

Conhecer a estrutura dos planetas mais externos do Sistema Solar, como  Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, deve revelar detalhes do ambiente em que eles e o Sol se formaram há 4,5 bilhões de anos. Mas, antes mesmo que se obtenha esse tipo de informação, Assafin acredita que Urano se tornará mais conhecido. É que na busca por planetas rochosos como a Terra (ver Pesquisa FAPESP 104 e nº 164) os menores planetas encontrados têm as dimensões de Urano. “Para entender por que estão lá”, diz Assafin, “é preciso saber por que também existem por aqui”.

Artigo científico
ASSAFIN, M. et al. Observations and analysis of mutual events between the Uranus main satellites. The Astrophysical Journal. v. 137, p. 4.046-53. Abr. 2009.

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