André Brahic era especialista em anéis planetários, muito envolvido em missões Para viajar e Cassini, que estudou e fez revelações sobre os planetas gigantes do Sistema Solar. Co-descobridor dos anéis de Netunopodemos pensar que ele também teria se interessado por um artigo publicado na revista Astronomia e Astrofísicacuja versão pode ser acessada gratuitamente em arXiv. Esta é uma exposição do trabalho de uma equipe científica da Universidade de Zurique (UZH), um conjunto de planetólogos Luca Morf e Ravit Helled.
Os dois pesquisadores revisaram a cópia referente à estrutura interna de Netuno eUrano. Lembremos que é oastrônomo O americano de origem alemã Rupert Wildt que desenvolveu entre as décadas de 1940 e 1950 os primeiros modelos, ainda amplamente utilizados até recentemente em termos gerais, do interior dos planetas Júpiter E Saturnoessencialmente um pequeno núcleo rochoso coberto por uma espessa camada de vários gelos (não é apenas constituído por água) dentro de um vasto atmosfera fluido, composto essencialmente de hidrogênio e hélio.
Estes modelos também se aplicam a Urano e Netuno, exceto que estes gigantes devem ter uma casaco sólido muito maior em torno de um núcleo de rocha.
Lembremos também que o termo “ gigante gasoso » foi cunhado em 1952 pelo escritor de ficção científica James Blish, e durante muito tempo foi usado para se referir a todos os planetas gigantes do Sistema Solar. Mas, desde a década de 1990, com o refinamento do nosso conhecimento destes planetas, está reservado para Júpiter e Saturno, bem como para o exoplanetas cuja composição e estrutura seriam semelhantes.
Para Urano e Netuno, falamos, portanto, de gigantes de gelo porque eles teriam um manto significativo de gelo de água, metano eamônia. Eles contêm apenas cerca de 20% de hidrogênio e hélio em massaao contrário dos gigantes gasosos do nosso Sistema Solar, Júpiter e Saturno, que contêm mais de 90% de hidrogénio e hélio.
Numa das regiões menos exploradas do nosso sistema solar encontra-se um gigante de gelo que os cientistas acreditam que poderá ajudar-nos a desvendar alguns dos mistérios do nosso Universo. Este vídeo leva-nos a explorar o planeta Urano, os seus anéis e luas, destacando muitas características fascinantes. Também relembramos as descobertas da sonda Voyager 2 da NASA, bem como as dos telescópios terrestres e do telescópio espacial Hubble. A busca contínua por mundos oceânicos e vida além da Terra faz de Urano um alvo promissor para o Telescópio Espacial James Webb e para futuras explorações de perto. Para obter uma tradução francesa bastante precisa, clique no retângulo branco no canto inferior direito. As legendas em inglês devem aparecer. Em seguida, clique na porca à direita do retângulo, depois em “Legendas” e por fim em “Traduzir automaticamente”. Escolha “Francês”. © Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
Camadas de gelo cobrindo um pequeno coração rochoso?
Lembremos também que o cenário preferido para a formação de planetas gigantes é o seguinte: além da famosa linha de gelo do Sistema Solar, trata-se de partículas constituídas por grãos de silicato revestidos de gelo que se condensaram no disco protoplanetário no início de seu nascimento, há mais de 4,5 bilhões de anos. Graças a este gelo disponível dadas as baixas temperaturas longe do Sola quantidade de matéria para a formação planetária por acreção era mais importante do que para planetas rochosos nascem mais perto do Sol, em regiões com temperaturas mais elevadas.
Foi, portanto, fácil formar embriões planetas compostos de gelo e rochas com várias vezes a massa da Terra. O simulações digitais e os cálculos analíticos mostram-nos então que além de 10 massas terrestres, estes embriões começam a acumular-se de forma significativa, mas lenta. gásaté um ponto em que o processo se acelera e ocolapso a força gravitacional do gás circundante é rápida e significativa.
Mas hoje, num comunicado de imprensa da Universidade de Zurique, Luca Morf, que lá é estudante de doutoramento e também principal autor do estudo publicado, explica que “ a classificação como gigantes de gelo é muito simplista, porque Urano e Netuno ainda são pouco conhecidos. Modelos baseados em físico eram demasiado simplistas, enquanto os modelos empíricos eram demasiado aproximados. Combinamos as duas abordagens para obter modelos interiores que são ao mesmo tempo “agnósticos” (ou imparciais) e fisicamente consistentes. “.
Mais especificamente, os dois investigadores desenvolveram um novo método de simulação numérica do interior do planeta que lhes permite gerar vários modelos fisicamente possíveis do interior dos dois planetas com variações aleatórias nos parâmetros do modelo. Estes modelos são então comparados com os dados disponíveis sobre Urano e Netuno para descobrir qual modelo melhor se ajusta às observações. Para ser ainda mais preciso, este jogo foi jogado a partir do modelagem do campo de gravitação de cada planeta produzido por uma determinada estrutura interior.
Segundo os pesquisadores, Urano poderia ser um gigante de gelo (esquerda) ou um gigante rochoso (direita), dependendo das suposições do modelo. © Instituto Keck de Estudos EspaciaisChuck Carter
Uma explicação para campos magnéticos multipolares?
No final das contas descobriu-se que era possível, embora de forma alguma necessário, que os núcleos rochosos de Urano e Netuno fossem muito maiores do que se pensava anteriormente. “ Esta é uma hipótese que formulamos há quase 15 anos, agora temos o quadro numérico necessário para demonstrá-la », revela Ravit Helled, professor da Universidade de Zurique e iniciador do projeto de investigação.
Como bônus, este trabalho abriu um novo caminho de pesquisa para entender por que campos magnéticos de Urano e Netuno não são predominantemente dipolares, como o de uma barra magnética (que é o caso da Terra com seu geodínamo), mas multipolares. “ Nossos modelos integram camadas de água iônica que geram dínamos campos magnéticos em locais específicos, explicando assim os campos magnéticos não dipolares observados. Descobrimos também que o campo magnético de Urano se origina mais profundamente do que o de Netuno. », explica Ravit Helled.
Há, no entanto, uma ressalva: “ Uma das principais dificuldades reside no facto de físicos ainda compreendem mal o comportamento de materiais submetidos a condições extremas de pressão e temperatura que reinam no coração de um planeta. Isso pode influenciar nossos resultados », explica Luca Morf.
Para saber o que realmente é, devemos, portanto, refinar o nosso conhecimento da física das altas pressões e, sem dúvida, também, ter novas medições dos campos magnéticos e gravitacionais de Urano e Netuno, por exemplo com missões que consistem em sondas em órbita capaz de mapear estes campos, como foi feito, por exemplo, para Júpiter com a missão Juno. Lá NASA já está trabalhando neste tipo de projeto, como o de Orbitador e Sonda de Urano (UOP).