A presença de uma aurora infravermelha no frio e distante planeta Urano foi confirmada pela primeira vez por astrônomos da Universidade de Leicester. A descoberta pode lançar luz sobre os mistérios por trás dos campos magnéticos dos planetas do nosso sistema solar e até mesmo sobre se mundos distantes podem sustentar vida. A equipe de cientistas, apoiada pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (STFC), obteve as primeiras medições da aurora infravermelha (IR) em Urano desde que as investigações começaram em 1992. Enquanto as auroras ultravioletas (UV) de Urano têm sido observadas desde 1986, nenhuma confirmação da aurora IR havia sido observada até agora. As conclusões dos cientistas foram publicadas na revista Nature Astronomy.
Os gigantes de gelo Urano e Netuno são planetas incomuns em nosso sistema solar, pois seus campos magnéticos estão desalinhados com os eixos em que giram. Embora os cientistas ainda não tenham encontrado uma explicação para isso, pistas podem estar na aurora de Urano. As auroras são causadas por partículas carregadas altamente energéticas, que são canalizadas para baixo e colidem com a atmosfera de um planeta através das linhas do campo magnético do planeta. Na Terra, o resultado mais famoso desse processo são os espetáculos das Luzes do Norte e do Sul. Em planetas como Urano, onde a atmosfera é predominantemente uma mistura de hidrogênio e hélio, essa aurora emitirá luz fora do espectro visível e em comprimentos de onda, como o infravermelho (IR).
A equipe usou medições de aurora infravermelha tiradas analisando comprimentos de onda específicos de luz emitidos pelo planeta, usando o telescópio Keck II. A partir disso, eles podem analisar a luz (conhecida como linhas de emissão) desses planetas, semelhante a um código de barras. No espectro infravermelho, as linhas emitidas por uma partícula carregada conhecida como H3+ variarão em brilho dependendo de quão quente ou fria a partícula está e de quão densa é essa camada da atmosfera. Portanto, as linhas agem como um termômetro para o planeta.
Suas observações revelaram aumentos distintos na densidade de H3+ na atmosfera de Urano com pouca mudança de temperatura, consistente com a ionização causada pela presença de uma aurora infravermelha. Isso não apenas nos ajuda a entender melhor os campos magnéticos dos planetas externos do nosso próprio sistema solar, mas também pode ajudar na identificação de outros planetas que são adequados para sustentar vida.
A autora principal, Emma Thomas, uma estudante de doutorado na Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leicester, disse: “A temperatura de todos os planetas gigantes gasosos, incluindo Urano, está centenas de graus Kelvin/Celsius acima do que os modelos preveem se aquecidos apenas pelo sol, nos deixando com a grande questão de como esses planetas são tão mais quentes do que o esperado? Uma teoria sugere que a aurora energética é a causa disso, que gera e empurra o calor da aurora para baixo em direção ao equador magnético.
“A maioria dos exoplanetas descobertos até agora se enquadra na categoria sub-Netuno, e, portanto, são fisicamente semelhantes a Netuno e Urano em tamanho. Isso também pode significar características magnéticas e atmosféricas semelhantes. Analisando a aurora de Urano, que se conecta diretamente ao campo magnético e à atmosfera do planeta, podemos fazer previsões sobre as atmosferas e campos magnéticos desses mundos e, portanto, sobre sua adequação para a vida.
“Este artigo é o resultado de 30 anos de estudo da aurora em Urano, que finalmente revelou a aurora infravermelha e iniciou uma nova era de investigações da aurora no planeta. Nossos resultados irão ampliar nosso conhecimento sobre as auroras dos gigantes de gelo e fortalecer nossa compreensão dos campos magnéticos planetários em nosso sistema solar, em exoplanetas e até mesmo em nosso próprio planeta.”
Os resultados também podem dar aos cientistas uma visão sobre um fenômeno raro na Terra, no qual os polos norte e sul trocam de localizações de hemisfério, conhecido como reversão geomagnética.
Emma acrescenta: “Não temos muitos estudos sobre esse fenômeno e, portanto, não sabemos quais efeitos isso terá em sistemas que dependem do campo magnético da Terra, como satélites, comunicações e navegação. No entanto, esse processo ocorre todos os dias em Urano devido ao desalinhamento único dos eixos rotacional e magnético. O estudo contínuo da aurora de Urano fornecerá dados sobre o que podemos esperar quando a Terra exibir uma futura reversão de polo e o que isso significará para seu campo magnético.”
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