Vento solar pode explicar o cinturão de radiação de elétrons em Urano observado pela Voyager 2

Os “gigantes de gelo” do Sistema Solar - Urano e Netuno - continuam a ser os planetas menos investigados entre os que orbitam o nosso Sol.

A distância enorme que os separa da Terra fez com que a primeira sonda a estudá-los tivesse sido a Voyager 2, que até hoje segue como a única missão a realizar um sobrevoo por esses mundos.

O que a sonda revelou na época abriu uma série de enigmas sobre os dois planetas, os seus sistemas de luas e outras características. Um exemplo marcante: quando a Voyager 2 passou por Urano, registou um cinturão de elétrons com um nível de energia muito acima do previsto.

Desde então, investigadores analisaram milhares de gigantes gasosos fora do Sistema Solar e fizeram comparações que só reforçaram a pergunta central: como o sistema uraniano conseguiria sustentar tanta radiação de elétrons aprisionados?

O que a Voyager 2 mediu em Urano

Até hoje, a Voyager 2 forneceu as únicas medições diretas do ambiente de radiação em Urano. Isso levou à caracterização, amplamente aceite, de que o planeta teria um cinturão de radiação iónica mais fraco e, ao mesmo tempo, um cinturão de radiação de elétrons extremamente intenso.

Hipótese do SwRI: vento solar e uma região de interação corrotante

Num estudo recente, cientistas do Southwest Research Institute (SwRI) levantaram a hipótese de que as observações da Voyager 2 podem ter sido influenciadas por uma estrutura do vento solar.

De forma semelhante aos processos que a Terra enfrenta durante tempestades do vento solar, eles defendem que uma “região de interação corrotante” atravessava o sistema no momento em que a Voyager 2 realizou o seu sobrevoo histórico.

A pesquisa foi liderada pelo Dr. Robert C. Allen, físico espacial e Cientista Líder da Divisão de Ciências Espaciais do SwRI. Ele trabalhou com a Cientista Líder do SwRI Sarah Vines e com o Gestor Sénior de Programas George C. Ho.

O artigo que descreve o trabalho, “Resolvendo o mistério do cinturão de radiação de elétrons em Urano: aproveitando o conhecimento dos cinturões de radiação da Terra numa reavaliação das observações da Voyager 2”, foi publicado recentemente na revista Cartas de Pesquisa Geofísica.

Reanálise dos dados e ondas de alta frequência

Ao reavaliar os dados da sonda, a equipa encontrou indícios de que as medições não ocorreram sob condições normais do vento solar. Em vez disso, os investigadores sugerem que o sobrevoo coincidiu com um evento transitório de vento solar a passar pelo sistema.

Segundo eles, esse evento gerou as ondas de alta frequência mais potentes registadas durante a missão da Voyager 2. Naquele período, a interpretação era de que essas ondas espalhariam elétrons, que acabariam por se perder na atmosfera de Urano.

Comparação com a Terra e novas perguntas

Com o avanço da ciência, tornou-se claro que, em determinadas circunstâncias, essas ondas também podem acelerar elétrons, acrescentando energia extra a sistemas planetários. Por isso, a equipa comparou as observações da Voyager 2 com eventos semelhantes registados na Terra e apontou semelhanças.

“Desde o sobrevoo da Voyager 2, a ciência avançou muito. Decidimos adotar uma abordagem comparativa, analisando os dados da Voyager 2 e comparando-os com observações da Terra que fizemos nas décadas seguintes”, disse o Dr. Allen num comunicado à imprensa do SwRI.

“Em 2019, a Terra viveu um desses eventos, que provocou uma aceleração imensa de elétrons no cinturão de radiação”, acrescentou a Dra. Vines.

“Se um mecanismo semelhante interagiu com o sistema uraniano, isso explicaria por que a Voyager 2 viu toda essa energia adicional inesperada.”

A partir dessa comparação, o grupo conclui que a interação entre o vento solar e a magnetosfera de Urano pode ter impulsionado ondas de alta frequência capazes de acelerar elétrons a energias próximas da velocidade da luz.

Ao mesmo tempo, os autores destacam que permanecem muitas questões sobre a física fundamental por trás dessas ondas tão intensas e sobre a sequência de acontecimentos que as desencadeou.

“Este é apenas mais um motivo para enviar uma missão com destino a Urano. As descobertas têm implicações importantes para sistemas semelhantes, como o de Netuno”, afirmou o Dr. Allen.

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