902: Telescópio do ESO captura variações surpreendentes nas temperaturas de Neptuno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Com o auxílio de vários telescópios terrestres, incluindo o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), uma equipa internacional de astrónomos analisou as temperaturas atmosféricas de Neptuno durante um período de 17 anos e descobriu que existe uma diminuição surpreendente nas temperaturas globais do planeta seguida de um aquecimento drástico do seu pólo sul.

Estas variações são inesperadas,” disse Michael Roman, um investigador em pós-doutoramento na Universidade de Leicester, Reino Unido, e autor principal do estudo publicado hoje na revista da especialidade The Planetary Science Journal. “Estamos a observar Neptuno desde o início do seu verão austral e esperávamos que as temperaturas fossem gradualmente subindo e não descendo.

Tal como na Terra, existem estações em Neptuno à medida que o planeta orbita em torno do Sol, com a diferença de que uma estação em Neptuno dura cerca de 40 anos terrestres e um ano tem uma duração de 165 anos terrestres. É verão no hemisfério sul do Neptuno desde 2005 e os astrónomos estavam desejando de ver como é que as temperaturas variavam a seguir ao solstício do verão austral.

Os astrónomos analisaram quase uma centena de imagens infravermelhas térmicas de Neptuno, capturadas durante um período de 17 anos, para compreenderem as tendências gerais na temperatura do planeta com mais detalhe do que o conseguido até à data.

Os dados mostraram que, apesar do começo do verão austral, a maioria do planeta tem vindo a arrefecer gradualmente nas últimas duas décadas. A temperatura média global de Neptuno desceu 8º C entre 2003 e 2018.

Os astrónomos ficaram também surpreendidos ao descobrir um aquecimento drástico no pólo sul de Neptuno nos últimos dois anos, altura em que as temperaturas subiram rapidamente, ou seja, 11º C entre 2018 e 2020. Apesar do vórtice polar quente de Neptuno ser já conhecido desde há muitos anos, nunca tinha sido observado anteriormente um aquecimento polar tão rápido.

Os nossos dados cobrem menos de metade de uma estação de Neptuno e por isso não estávamos nada à espera de encontrar variações tão grandes e rápidas,” disse o co-autor Glenn Orton, investigador no Jet Propulsion Laboratory (JPL), Caltech, nos EUA.

Os astrónomos mediram a temperatura de Neptuno com o auxílio de câmaras térmicas, instrumentos que medem a radiação infravermelha emitida por objectos astronómicos. Para a sua análise, a equipa combinou todas as imagens de Neptuno que foram capturadas por telescópios terrestres ao longo das últimas duas décadas. Os astrónomos analisaram a radiação infravermelha emitida por uma camada da atmosfera de Neptuno chamada estratosfera, o que lhes permitiu traçar um quadro da temperatura de Neptuno e suas variações durante parte do seu verão austral.

Uma vez que Neptuno se encontra a cerca de 4,5 mil milhões de distância e é muito frio — sendo que a temperatura média do planeta pode chegar a cerca de -220º C — medir a sua temperatura a partir da Terra é extremamente complicado. “Este tipo de estudo só é possível graças a imagens infravermelhas sensíveis obtidas por grandes telescópios tais como o VLT, que consegue observar Neptuno muito nitidamente, mas este tipo de telescópios só se tornaram disponíveis mais ou menos nos últimos 20 anos,” disse o co-autor Leigh Fletcher, professor na Universidade de Leicester.

Cerca de um terço de todas as imagens foram obtidas pelo instrumento VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid-InfraRed) montado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama. Devido ao tamanho do espelho do telescópio e à altitude, as imagens têm uma resolução muito elevada e uma grande qualidade, sendo as imagens mais nítidas de Neptuno alguma vez obtidas. A equipa utilizou também dados do Telescópio Espacial Spitzer da NASA e imagens obtidas com o telescópio sul Gemini no Chile, assim como dos Telescópios Subaru, Keck e telescópio norte Gemini, todos instalados no Hawai.

Como as variações da temperatura de Neptuno são tão inesperadas, os astrónomos não sabem ainda qual a sua origem. Poderão ser devidas a variações na química estratosférica de Neptuno, ou padrões climáticos aleatórios ou até ao ciclo solar. Serão necessárias mais observações durante os próximos anos para explorar as razões destas flutuações. Telescópios terrestres futuros, tais como o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, poderão observar variações de temperatura como estas com maior detalhe, enquanto o Telescópio Espacial James Webb das NASA/ESA/CSA fornecerá novos mapas das temperaturas e da química da atmosfera de Neptuno.

Acho Neptuno muito intrigante porque, na realidade, sabemos ainda muito pouco sobre ele,” diz Roman. “Estes resultados apontam para um quadro bastante complexo da atmosfera de Neptuno e das suas variações com o tempo.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo científico intitulado “Sub-Seasonal Variation in Neptune’s Mid-Infrared Emission” publicado hoje na revista da especialidade The Planetary Science Journal (doi:10.3847/PSJ/ac5aa4).

A equipa é composta por M. T. Roman e L. N. Fletcher (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, Reino Unido), G. S. Orton (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, EUA), T. K. Greathouse (Southwest Research Institute, San Antonio, TX, USA), J. I. Moses (Space Science Institute, Boulder, CO, EUA), N. Rowe-Gurney (Department of Physics and Astronomy, Howard University, Washington DC, EUA; Astrochemistry Laboratory, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, EUA; Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC, Greenbelt, MD, EUA), P. G. J. Irwin (University of Oxford Atmospheric, Oceanic, and Planetary Physics, Department of Physics Clarendon Laboratory, Oxford, Reino Unido), A. Antuñano (UPV/EHU, Escuela Ingernieria de Bilbao, Espanha), J. Sinclair (Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, California, EUA), Y. Kasaba (Planetary Plasma and Atmospheric Research Center, Graduate School of Science, Universidade de Tohoku, Japão), T. Fujiyoshi (Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, HI, EUA), I. de Pater (Department of Astronomy, University of California at Berkeley, CA, EUA) e H. B. Hammel (Association of Universities for Research in Astronomy, Washington DC, EUA).

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Super-nova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido para mapear o céu no visível. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infra-estruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

ESO – European South Observatory
eso2206pt — Nota de Imprensa Científica
11 de Abril de 2022


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