Estudo da Universidade de Zurique (UZH) e do NCCR PlanetS indica que Urano e Netuno, os gigantes de gelo, podem ser mais rochosos

Urano e Netuno são, do ponto de vista técnico, gigantes gasosos. Ainda assim, costuma-se chamá-los de “gigantes de gelo” por causa da sua composição.

Essa designação tem a ver com o facto de Urano e Netuno conterem mais metano, água e outros voláteis do que os seus vizinhos maiores - Júpiter e Saturno.

Nas condições de pressão existentes no interior desses planetas, esses elementos podem solidificar-se, transformando-se, na prática, em “gelos”.

Por que Urano e Netuno são chamados de “gigantes de gelo”

Por décadas, a forma mais comum de organizar os planetas do Sistema Solar foi separá-los em três grupos bem definidos, com base na composição - algo que também se relaciona com a distância ao Sol.

Primeiro vêm os planetas terrestres (rochosos) do Sistema Solar interior: Mercúrio, Vénus, Terra e Marte. Depois, a partir da chamada “Linha de Congelamento” (o limite em que materiais voláteis, como a água, passam a congelar), ficam os gigantes: os gasosos (Júpiter e Saturno) e os “gigantes de gelo” (Urano e Netuno).

O novo estudo da Universidade de Zurique (UZH) e do NCCR PlanetS sobre Urano e Netuno

Uma investigação recente da Universidade de Zurique (UZH) e do Centro Nacional de Competência em Pesquisa (NCCR) PlanetS está a pôr em causa a forma como imaginamos as regiões internas desses dois planetas.

De acordo com os resultados do grupo - publicados neste mês na revista Astronomia e Astrofísica - é possível que Urano e Netuno tenham núcleos mais rochosos e menos “gelados” do que se supunha.

Além disso, o trabalho aponta para a hipótese de ocorrer convecção no interior desses planetas, com circulação de material (de maneira comparável ao ciclo ligado à atividade tectónica na Terra), em vez de uma estrutura interna essencialmente estável. Os autores argumentam que essas possibilidades podem ajudar a explicar algumas das caraterísticas mais intrigantes associadas aos “gigantes de gelo”.

Urano e Netuno, entre todos os planetas do Sistema Solar, estão entre os menos compreendidos. Um motivo importante é que apenas uma missão os observou de perto: a sonda Voyager 2, que passou por Urano em 1986 e por Netuno em 1989.

Como os modelos internos foram simulados

O estudo foi conduzido pelo doutorando Luca Morf e pela professora Ravit Helled, ambos da UZH e do NCCR PlanetS. Para contornar limitações de modelos tradicionais, eles criaram um procedimento de simulação do interior de Urano e Netuno que não ficava restrito a uma composição “rica em água”.

A abordagem consistiu em gerar perfis aleatórios de densidade e, em seguida, calcular qual seria o campo gravitacional planetário resultante. Depois, repetiram o processo até obter soluções compatíveis com os dados observacionais disponíveis para Urano e Netuno.

“A classificação de gigantes de gelo é simplificada demais, já que Urano e Netuno continuam a ser pouco compreendidos”, explicou Morf num comunicado à imprensa da UZH.

“Modelos baseados em física exigiam muitas suposições, enquanto modelos empíricos são simples demais. Combinámos as duas abordagens para obter modelos internos que são ao mesmo tempo ‘agnósticos’ ou sem viés e, ainda assim, fisicamente consistentes.”

Indícios de núcleos mais rochosos e o que isso muda

Os resultados indicaram que o melhor ajuste para a composição interna não precisa limitar-se a gelo (principalmente água) e pode, em vez disso, ser dominado por material rochoso.

Os autores observam que isso está em linha com evidências obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble e pela missão Novos Horizontes, segundo as quais a composição de Plutão é, em massa, cerca de 70% rochas e metais e 30% água.

Campos magnéticos “estranhos” e camadas de água iónica

O estudo também apresenta possíveis explicações para o motivo de Urano e Netuno exibirem campos magnéticos tão enigmáticos, descritos como tendo mais de dois polos.

“É algo que sugerimos pela primeira vez há quase 15 anos e, agora, temos o arcabouço numérico para demonstrar isso”, afirmou Helled.

“Os nossos modelos incluem camadas de ‘água iónica’, que geram dínamos magnéticos em locais capazes de explicar os campos magnéticos não dipolares observados. Também descobrimos que o campo magnético de Urano se origina mais profundamente do que o de Netuno.”

Naturalmente, o modelo ainda carrega incertezas - o que reforça a necessidade de missões futuras dedicadas a investigar mais a fundo os chamados “gigantes de gelo”.

Enquanto isso, os novos resultados abrem cenários alternativos e confrontam pressupostos de décadas sobre a composição interna dos planetas gigantes. Eles também podem orientar pesquisas em ciência dos materiais sobre condições planetárias e sobre como a matéria se comporta sob condições extremas.

“Tanto Urano quanto Netuno podem ser gigantes rochosos ou gigantes de gelo, dependendo das suposições do modelo”, disse Helled.

“Os dados atuais são insuficientes para distinguir entre as duas possibilidades e, por isso, precisamos de missões dedicadas a Urano e Netuno que revelem a sua verdadeira natureza.”

Este artigo foi publicado originalmente pela Universo Hoje. Leia o artigo original.