Quaoar é um dos cerca de 3.000 planetas anões no Cinturão de Kuiper do nosso Sistema Solar. Os astrônomos o descobriram em 2002. Tem apenas metade do tamanho de Plutão, com cerca de 1.121 km (697 milhas) de diâmetro. Quaoar tem uma pequena lua chamada Weywot, e o planeta e sua lua são muito difíceis de observar em detalhes.
Astrônomos aproveitaram uma ocultação para estudar o planeta anão Quaoar e descobriram que ele tem algo inesperado: um anel onde deveria estar uma lua.
Ocultações são ouro observacional para os astrônomos. As ocultações ocorrem quando um objeto que eles desejam observar se alinha diretamente em frente a uma estrela distante. A estrela ilumina o objeto trazendo todos os tipos de detalhes.
Neste caso, vários telescópios terrestres observaram o minúsculo Quaoar ocultar uma estrela distante. Mas o telescópio espacial CHEOPS da ESA também observou. O que os telescópios viram surpreendeu os astrônomos. Fora do Roche Limit de Quaoar, um anel de detritos fica onde deveria estar uma lua.
Essas descobertas estão em um artigo intitulado “ Um anel denso do objeto transnetuniano Quaoar fora de seu limite de Roche. ” O artigo está publicado na revista Nature, e o autor principal é Bruno Morgado. Morgado é da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil.
O limite de Roche é a distância de um planeta dentro do qual uma lua será dilacerada pela gravidade do planeta. Fora do Limite de Roche, espera-se que poeira e detritos se unam naturalmente em uma lua. Os anéis familiares de Saturno estão dentro do Roche Limit do gigante gasoso, e o mesmo é verdade para todos os outros objetos com anéis que os astrônomos podem ver. Mas o anel de Quaoar está a uma distância de quase sete vezes e meia o raio do planeta.
O anel não foi descoberto em um único momento. Foram necessárias várias observações de 2018 a 2021 para confirmar sua existência. Durante esse período, Quaoar ocultou várias estrelas distantes, e cada vez que o fez, os astrônomos observaram como bloqueava a luz. Cada vez que a luz diminuía, revelava mais sobre o planeta anão. Mas antes e depois de cada ocultação principal, havia outro mergulho. Os astrônomos já sabiam sobre a pequena lua de Quaoar, Weywot, um objeto com apenas cerca de 80 km (50 milhas) de diâmetro; havia algo mais ali.
O anel não foi encontrado por acaso. Os astrônomos precisavam saber com antecedência exatamente quando ocorreriam as ocultações para estudar Quaoar e os outros Objetos Transnetunianos (TNOs). E as ocultações tinham que ser precisas.
Bruno Sicardy é professor de astronomia no Observatório de Paris na Sorbonne. Ele liderou um projeto chamado Lucky Star que identificou futuras ocultações de Quaoar para que vários telescópios pudessem observá-las.
A missão Gaia da ESA facilitou a identificação dessas ocultações. Gaia é um projeto de mapeamento estelar de escopo e precisão sem precedentes. Isso permitiu a Sicardy identificar ainda mais ocultações futuras e observar oportunidades para o pequeno Quaoar.
É aqui que entra o CHEOPS da ESA. CHEOPS significa caracterizar o ExOPlanet Satellite e é um telescópio espacial que estuda estrelas brilhantes próximas que hospedam exoplanetas conhecidos. Kate Isaak, cientista do projeto da ESA para a missão Cheops, questionou se o CHEOPS poderia desempenhar um papel observando algumas das ocultações de Quaoar. Ela procurou Isabella Pagano, membro da equipe Lucky Star, para ver se o CHEOPS poderia ajudar.
“Eu estava um pouco cético quanto à possibilidade de fazer isso com o CHEOPS”, admite Pagano, “mas investigamos a viabilidade”.
É necessária extrema precisão para observar as ocultações de estrelas distantes de Quaoar, e isso criou o ceticismo de Pagano. A trajetória do CHEOPS está sujeita a pequenas variações causadas pelo arrasto atmosférico. Mudanças na atividade do Sol podem afetar a densidade da atmosfera superior da Terra, o que pode atrapalhar o CHEOPS. A equipe primeiro usou o CHEOPS para observar uma ocultação de Plutão, mas não teve sucesso.
Então eles tentaram novamente com uma ocultação de Quaoar, e desta vez valeu a pena. “Os dados do CHEOPS são incríveis para relação sinal-ruído”, disse Pagano. Como o CHEOPS é um telescópio espacial, ele não precisa lidar com a atmosfera confusa da Terra e todo o ruído que introduz nas observações. Essa clareza significava que as quedas na luz das estrelas não podiam ser atribuídas à atmosfera da Terra. Observações secundárias com telescópios terrestres confirmaram isso.
O autor principal, Morgado, combinou os dados do CHEOPS com as observações terrestres. Ele também incluiu observações amadoras de Quaoar, uma vez que ocultou diferentes estrelas ao longo dos anos. O resultado foi um conjunto de dados robusto. “Quando juntamos tudo, vimos quedas de brilho que não eram causadas por Quaoar, mas que apontavam para a presença de material em órbita circular ao seu redor”, disse Morgado. “No momento em que vimos isso, dissemos: ‘Ok, estamos vendo um anel ao redor de Quaoar’.”
O anel não é uniforme. Os autores o descrevem como “aglomerado” em seu artigo e semelhante ao anel F de Saturno. Os aglomerados são provavelmente pequenas luas do tamanho de um quilômetro, e elas colidem umas com as outras e produzem filamentos de partículas minúsculas que se reagregam em objetos maiores novamente em um processo de estado estacionário .
“Em resumo, nossas observações são consistentes com um anel de Quaoar denso e irregular”, escrevem os autores. “O termo ‘denso’ significa que as colisões desempenham um papel fundamental em sua dinâmica. No entanto, em contraste com todos os outros anéis densos conhecidos, o anel de Quaoar orbita bem fora do limite clássico de Roche.”
Agora a equipe tinha um quebra-cabeça nas mãos. Quaoar não é o único objeto pequeno com anéis. Observações terrestres também encontraram anéis em torno dos planetas menores Chariklo e Haumea. Mas esses anéis estão dentro do limite de Roche dos planetas. Quaoar não é.
“Portanto, o que é tão intrigante sobre esta descoberta em torno de Quaoar é que o anel de material está muito mais longe do que o limite de Roche”, disse Giovanni Bruno, Observatório Astrofísico do INAF de Catania, Itália, que é um dos autores do artigo.
O anel de Quaoar parece derrubar um conhecimento fundamental. Detritos tão distantes de um planeta deveriam se fundir em uma lua. “Como resultado de nossas observações, a noção clássica de que anéis densos sobrevivem apenas dentro do limite de Roche de um corpo planetário deve ser completamente revisada”, disse Giovanni.
É muito cedo para concluir por que os anéis estão sobrevivendo tão longe do planeta anão. A temperatura fria lá fora no Cinturão de Kuiper pode ser a causa porque pode impedir que os grãos de gelo adiram uns aos outros. Apenas mais observações podem confirmar isso.
Seja qual for a causa do anel, esse uso pouco ortodoxo do CHEOPS desempenhou um papel fundamental em descobri-lo.
Os astrônomos ainda não terminaram com Quaoar. Eles pretendem observar mais ocultações para ver o que podem ver e refinar suas observações. Ao mesmo tempo, eles tentarão formular uma teoria sobre por que o anel do planeta sobrevive tão longe do planeta.
À medida que os métodos e ferramentas de observação melhoram, os astrônomos provavelmente encontrarão mais desses pequenos anéis. É improvável que Quaoar, Haumea e Charikly sejam os únicos três. “O anel de Quaoar é o terceiro exemplo de um anel denso em torno de um pequeno corpo encontrado no Sistema Solar, sugerindo que mais ainda aguardam descoberta”, escrevem os autores. “Enquanto isso, a grande distância deste anel de Quaoar significa que a noção clássica de que anéis densos sobrevivem apenas dentro do limite de Roche de um corpo planetário deve ser revisada.”
Fonte: universetoday
A impressão deste artista mostra o planeta anão Quaoar e seu anel. A lua Weywot de Quaoar é mostrada à esquerda. O anel de Quaoar foi descoberto por meio de uma série de observações realizadas entre 2018 e 2021. Crédito da imagem: http://www.esa.int/spaceinvideos/Terms_and_Conditions
