Netuno tem anéis – e você pode vê-los claramente nas incríveis novas imagens do JWST
O Telescópio Espacial James Webb viu Netuno, o último planeta do nosso Sistema Solar, pela primeira vez. Aqui está o que vimos e o que isso significa.- Cerca de 30 vezes mais distante do Sol do que a Terra está o planeta final do Sistema Solar: Netuno.
- Além de uma visita da Voyager 2 em 1989, nunca tivemos uma espaçonave fotografando este mundo de qualquer lugar mais próximo do que da própria Terra.
- Com o primeiro vislumbre de Netuno do Telescópio Espacial James Webb, agora vimos melhores visões dele do que qualquer outra nos últimos 33 anos. Aqui está o que aprendemos.
De muitas maneiras, o oitavo e último planeta do nosso Sistema Solar, Netuno, é o menos compreendido de todos. Como o planeta mais distante e distante da Terra, nossas vistas de longe são mais fracas, com resolução mais baixa e menos detalhadas do que todos os outros. A única maneira de superar essa limitação é enviar uma missão para mais perto do planeta mais distante do nosso Sistema Solar: algo que realizamos em 1989, quando a Voyager 2 realizou um sobrevoo de Netuno. Em todos os anos desde então, nunca mais voltamos.
No entanto, Netuno continua sendo um tremendo objeto de interesse, tendo sido fotografado de longe pelo Hubble e vários telescópios terrestres de 8 a 10 metros ao longo dos anos. As imagens de infravermelho próximo que conseguimos realizar revelaram recursos que nunca poderiam ter sido vistos apenas pelos instrumentos ópticos da Voyager 2. A sua posição e história no nosso Sistema Solar conta uma história única, distinta de todos os planetas.
Mas tudo é diferente agora. O Telescópio Espacial James Webb (JWST) acaba de tirar sua primeira imagem do último planeta do Sistema Solar , e apenas com essa visão, já é nos deu mais informações do que conseguimos adquirir nos 33 anos desde a nossa última visita. Aqui está uma visão detalhada da magnificência do que estamos vendo.
Esta imagem, uma parte de uma visão de campo amplo de Netuno tirada com o imager NIRCam do JWST, mostra Netuno, sua lua gigante Tritão, características fracas em torno de Netuno, incluindo seus anéis e luas menores, e um punhado de galáxias e estrelas de fundo de dentro a via Láctea.A primeira coisa que você pode notar, se observar a visualização JWST mostrada acima, é a cor incomum de Netuno. Muito famosa, Netuno é um planeta de cor azul profundo, em contraste com a cor azul mais pálida de Urano. Mas visto aqui, Netuno parece quase branco, com manchas brancas brilhantes em partes de sua superfície e bordas, e depois com uma cor muito menos saturada na maior parte do resto de sua superfície.
Além da própria superfície de Netuno, há uma série de anéis ao seu redor, parecendo semelhantes, mas muito menos magníficos, do que os famosos anéis de Saturno.
Viaje pelo Universo com o astrofísico Ethan Siegel. Os assinantes receberão a newsletter todos os sábados. Todos a bordo!Ao longo dos anéis e também nas proximidades, você pode ver uma série de pontos de luz branca: muitos deles são luas adicionais de Netuno. No total, 6 luas netunianas podem ser identificadas entre esses pontos.
No canto inferior direito de Netuno, aparece uma estrela de fundo de dentro da Via Láctea; você pode ver da nossa perspectiva o quão perto Netuno está disso. É como se estivesse faltando uma ocultação: um evento raro quando um planeta bloqueia a luz de uma estrela de fundo.
E o mais espetacular, no canto superior esquerdo de Netuno, aparece um brilhante espigão azul de 8 pontas: a lua gigante de Netuno, Tritão.
Vamos dar uma olhada em todos esses detalhes, e mais, para ver o que a visão exclusiva do JWST nos revela.
Primeiro, confira os picos espetaculares de Triton. Esta é uma daquelas demonstrações verdadeiramente brilhantes do que é o JWST. Tritão, a essa distância, parece ser muito mais fraco que Netuno, sendo muito menor que o planeta gigante. Tritão é uma grande lua, com certeza: a 7ª maior do Sistema Solar, atrás apenas da Lua da Terra, do Titã de Saturno e dos quatro satélites galileanos de Júpiter. Com um raio de 1.353 km (841 milhas), Tritão ainda é muito pequeno comparado ao planeta que orbita, já que o raio de Netuno é de 24.622 km (15.299 milhas), ou mais de 18 vezes maior.
No entanto, apesar de ter 331 vezes a área de superfície de Tritão – e a área de superfície de um objeto é o que um telescópio coleta luz – e estar à mesma distância do telescópio que o observa, Netuno parece menos brilhante que Tritão aos olhos de JWST. Por que é que?
A resposta é tripla.
- Refletividade: Tritão é amplamente coberto de nitrogênio sólido, uma forma de gelo a essa distância do Sol. Ele reflete 70% da luz solar total incidente sobre ele.
- Os olhos do JWST: Em vez de ver a luz visível, o JWST tirou esta imagem com seu instrumento NIRCam, sensível de 0,6 a 5,0 mícrons. A atmosfera rica em metano de Netuno é excelente para absorver esses comprimentos de onda e, portanto, Netuno parece muito fraco.
- Nuvens de alta altitude: Estas são realmente a razão pela qual Netuno é tão brilhante quanto é: essas nuvens refletem a luz, explicando os pontos brilhantes na superfície de Netuno para os olhos de JWST.
Olhando mais de perto para Netuno, surgem várias características proeminentes. Existem dois anéis principais visíveis: os anéis de Adams e Le Verrier, em homenagem aos dois teóricos que levantaram a hipótese da existência de Netuno em 1800. Existem luas de Netuno ao longo desses anéis: provavelmente a fonte dos próprios anéis, semelhante à forma como Enceladus de Saturno é a fonte do anel E de Saturno.
Mas, além desses dois anéis principais, também existem faixas de poeira ao redor de Netuno: provavelmente de grãos de poeira de vários pedaços de tamanho mícron. As pequenas luas internas de Netuno provavelmente fornecem o material para essa poeira, que pode ser levantada por meio de impactos de meteoróides em suas superfícies. Essas faixas de poeira foram vistas pela visita da Voyager 2, mas não foram vistas desde então, até agora. De acordo com a astrônoma planetária Heidi Hammel,
“Faz três décadas desde a última vez que vimos essas faixas fracas e empoeiradas, e esta é a primeira vez que as vemos no infravermelho.”
Estes incluem o anel Lassell e o anel Galle, muito mais fraco e mais difícil de detectar do que o anel Adams e Le Verrier, mas não muito difícil para o JWST.
O fato de podermos detectar recursos como esse se deve inteiramente aos notáveis recursos do JWST. Em circunstâncias normais com outros telescópios e observatórios, as fontes brilhantes normalmente verão sua luz sangrar nos pixels adjacentes, tornando as características muito fracas que estão próximas de características muito brilhantes difíceis ou mesmo impossíveis de detectar. Mas o JWST não está apenas no espaço, também é notavelmente estável, com estabilidade de ponta inigualável. Mesmo tão perto do próprio Neptune, os recursos brilhantes não são páreo para os sistemas ópticos e instrumentais do JWST, e esses recursos podem ser revelados sem problemas.
Além disso, o Triton exibe o padrão clássico de difração de oito pontas, com uma estrutura semelhante a um favo de mel sobreposta. Há uma grande razão para isso: essas são as formas precisas que as fontes muito brilhantes farão devido à configuração óptica exclusiva do JWST.
- Os seis picos brilhantes emergem da forma hexagonal geral do JWST, em vez de circular.
- Os dois picos menores são porque existem três “fios” que seguram o espelho secundário no lugar: dois se alinham com os picos maiores, mas um não, e isso dá origem aos dois picos pequenos.
- E então os “efeitos de borda” de cada um dos 18 segmentos entram em ação, criando os recursos adicionais.
Notavelmente, isso é exatamente o que foi modelado como a configuração ideal para o JWST, e a correspondência é surpreendente. Estamos realmente obtendo as melhores imagens possíveis com o JWST.
Neste ponto em sua órbita de 164 anos ao redor do Sol, o pólo sul de Netuno está inclinado em direção ao Sol e, portanto, podemos vê-lo (mas não o pólo norte) do ponto de vista do JWST. O vórtice exibido no pólo era conhecido anteriormente e é uma característica comum aos mundos gigantes gasosos, mas esta é a primeira vez que conseguimos ver um “anel” contínuo de nuvens de alta altitude neste local.
Os outros pontos brilhantes também são nuvens de alta altitude, que foram vistas anteriormente e que circulam com extrema rapidez. Netuno, de fato, tem os ventos mais rápidos do Sistema Solar, com velocidades médias de ~1100 km/h e com as nuvens de alta altitude capazes de se mover ainda mais rápido, a velocidades de até 1900 km/h.
Mas o que nunca foi visto antes - provavelmente porque nunca sondamos Netuno tão longe no infravermelho nesta resolução antes - é uma linha fina de material brilhante circundando o equador de Netuno. Isso precisará ser mais estudado, mas as primeiras especulações são de que a atmosfera desce e aquece nas latitudes equatoriais, brilhando mais nesses comprimentos de onda infravermelhos do que o material mais frio ao redor.
Além disso, há um total de 14 luas conhecidas de Netuno :
- 7 luas pequenas, internas e coplanares,
- Tritão, a enorme lua que quase certamente foi trazida do cinturão de Kuiper há muito tempo,
- e 6 luas externas menores e altamente excêntricas com órbitas orientadas aleatoriamente.
Nesta imagem do JWST, Tritão obviamente aparece, mas também todas as 7 luas internas de Netuno. Isso inclui Galatea, criadora do anel Adams, Despina, criadora do anel Le Verrier, e as luas internas Proteus, Naiad, Thalassa e Larissa. Apenas Hipocampo, a segunda lua interior de Netuno atrás de Proteu, está faltando: provavelmente pego no brilho vindo do próprio Netuno.
De fato, o Hipocampo ainda pode estar presente, como um ponto fraco ligeiramente mais brilhante que a média ao norte de Netuno, conforme mostrado na imagem abaixo. Além disso, há uma “névoa” brilhante vindo do pólo norte de Netuno. Mesmo que não possa ser visto devido à inclinação de Netuno para longe do Sol no momento, o brilho fora de vista que emana dessa região indica que pode haver algo espetacular, apenas esperando para ser revelado, quando o pólo norte voltar à vista. .
E, finalmente, e talvez mais espetacularmente, a visão de campo mais amplo de Netuno realmente mostra o poder do JWST: basta olhar para todos esses objetos de fundo lá fora. Não apenas o sistema netuniano – incluindo anéis, luas, neblinas, poeira, nuvens e muito mais – mas estrelas e galáxias muito além do nosso próprio Sistema Solar são mostradas.
Provavelmente nunca deixará de surpreender a todos nós, astrônomos e leigos, o quão notável o JWST é por ser capaz de revelar objetos que são, tudo de uma só vez:
- alguns bilhões de quilômetros de distância, como objetos no sistema netuniano,
- alguns anos-luz a alguns milhares de anos-luz de distância, na forma de estrelas dentro da Via Láctea, e
- milhões a centenas de milhões a até bilhões de anos-luz de distância, na forma de galáxias distantes.
Na mesma imagem, onde o objetivo da ciência era simplesmente imaginar Netuno, aparecem objetos de todas essas distâncias variadas, e com detalhes incríveis e nunca antes vistos.
A razão pela qual Netuno parece tão diferente na luz visível é a mesma razão pela qual parece tão único e fraco na luz infravermelha: o metano. No infravermelho, o metano absorve quase toda a luz solar, refletindo e re-irradiando apenas pequenas quantidades. É possível, até provável, que quando o instrumento MIRI (JWST’s Mid-InfraRed Imager) der uma olhada em Netuno, ele apareça brilhante novamente. O próprio Netuno fica em torno de 40 K, frio o suficiente para ser muito fraco no infravermelho próximo, mas quente o suficiente para que a imagem no infravermelho médio o destaque.
É a pequena quantidade de gás metano, no entanto, que dá a Netuno suas propriedades reflexivas e sua cor azul na porção visível do espectro. A grande fração de metano em relação ao hidrogênio e hélio, especialmente em comparação com os gigantes gasosos maiores em nosso Sistema Solar, Júpiter e Saturno, explica por que Netuno tem essa cor azul característica. Agora, devido às propriedades notáveis do JWST, bem como as características específicas do instrumento NIRCam e os quatro filtros usados para visualizá-lo - 1,4 mícrons, 2,1 mícrons, 3,0 mícrons e 4,6 mícrons - podemos realmente ver o planeta mais externo do nosso Sistema Solar em uma luz como nunca antes.
Netuno está tão distante do Sol que, nos 176 anos que se passaram desde que a humanidade o descobriu, ele completou apenas uma única órbita (mais 7% da segunda) ao redor do Sol. Nos 65 anos desde o início da era espacial, só fizemos um sobrevoo uma vez. E, no entanto, continua a ser um objeto extraordinário de interesse astronômico. Dados todos os objetos que estão além dos principais planetas e as ameaças que eles representam para o Sistema Solar interior, é discutível que nenhum mundo desempenha um papel maior na determinação do próximo grande impacto do que o oitavo planeta do Sol: Netuno.
Netuno provavelmente teve um sistema lunar rico e maciço comparável a todos os outros planetas, mas sua proximidade com o cinturão de Kuiper o levou a capturar Tritão - anteriormente o maior e mais massivo objeto do cinturão de Kuiper - perdendo todas as suas luas, exceto a mais interna. 7 no processo. Agora, tem os ventos mais rápidos do Sistema Solar e as condições mais frias e extremas de qualquer grande planeta ao seu alcance. Se quisermos entender como nosso Sistema Solar se formou, evoluiu e cresceu, precisamos explicar a história de cada planeta que possuímos. Sem uma investigação adequada de Netuno, algumas partes de nossa história coletiva permanecerão para sempre obscuras.
Compartilhar:
