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A presença de uma aurora infravermelha no frio planeta exterior de Urano foi confirmada pela primeira vez por astrônomos da Universidade de Leicester.
A descoberta poderá lançar luz sobre os mistérios por trás dos campos magnéticos dos planetas do nosso sistema solar, e até mesmo sobre se mundos distantes podem sustentar vida.
A equipe de cientistas, apoiada pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (STFC), obteve as primeiras medições da aurora infravermelha (IR) em Urano desde o início das investigações em 1992. Embora a aurora ultravioleta (UV) de Urano tenha sido observada desde então 1986, nenhuma confirmação da aurora IR foi observada até agora. As conclusões dos cientistas foram publicadas na revista Astronomia da Natureza.
Os gigantes gelados Urano e Netuno são planetas incomuns em nosso sistema solar, pois seus campos magnéticos estão desalinhados com os eixos em que giram. Embora os cientistas ainda não tenham encontrado uma explicação para isto, as pistas podem estar na aurora de Urano.
Aurorae são causadas por partículas carregadas altamente energéticas, que são canalizadas e colidem com a atmosfera de um planeta através das linhas do campo magnético do planeta. Na Terra, o resultado mais famoso desse processo são os espetáculos das Luzes do Norte e do Sul. Em planetas como Urano, onde a atmosfera é predominantemente uma mistura de hidrogénio e hélio, esta aurora emitirá luz fora do espectro visível e em comprimentos de onda como o infravermelho (IR).
A equipe usou medições aurorais infravermelhas obtidas através da análise de comprimentos de onda específicos da luz emitida pelo planeta, usando o telescópio Keck II. A partir disso, eles podem analisar a luz (conhecida como linhas de emissão) desses planetas, semelhante a um código de barras. No espectro infravermelho, as linhas emitidas por uma partícula carregada conhecida como H3+ irá variar em brilho dependendo de quão quente ou fria a partícula é e quão densa é esta camada da atmosfera. Conseqüentemente, as linhas funcionam como um termômetro para o planeta.
Suas observações revelaram aumentos distintos em H3+ densidade na atmosfera de Urano com pouca mudança de temperatura, consistente com a ionização causada pela presença de uma aurora infravermelha. Isto não só nos ajuda a compreender melhor os campos magnéticos dos planetas exteriores do nosso sistema solar, mas também pode ajudar a identificar outros planetas adequados para sustentar vida.
A autora principal, Emma Thomas, estudante de doutorado na Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leicester, disse:”A temperatura de todos os planetas gigantes gasosos, incluindo Urano, está centenas de graus Kelvin/Celsius acima do que os modelos prevêem se apenas aquecidos pelo Sol, deixando-nos com a grande questão de como estes planetas são muito mais quentes do que o esperado?Uma teoria sugere que a aurora energética é a causa disto, que gera e empurra o calor da aurora para baixo em direcção ao equador magnético.
“A maioria dos exoplanetas descobertos até agora se enquadram na categoria sub-Netuno e, portanto, são fisicamente semelhantes a Netuno e Urano em tamanho. Isso também pode significar características magnéticas e atmosféricas semelhantes. Ao analisar a aurora de Urano, que se conecta diretamente a ambos os planetas campo magnético e atmosfera, podemos fazer previsões sobre as atmosferas e campos magnéticos desses mundos e, portanto, sua adequação para a vida.
“Este artigo é o culminar de 30 anos de estudo da aurora em Urano, que finalmente revelou a aurora infravermelha e deu início a uma nova era de investigações da aurora no planeta. Nossos resultados irão ampliar nosso conhecimento sobre auroras gigantes de gelo e fortalecer nosso conhecimento. compreensão dos campos magnéticos planetários no nosso sistema solar, nos exoplanetas e até no nosso próprio planeta.”
Os resultados também podem dar aos cientistas uma visão sobre um fenômeno raro na Terra, no qual os pólos norte e sul trocam de localização nos hemisférios, conhecido como reversão geomagnética.
Emma acrescenta: “Não temos muitos estudos sobre este fenómeno e, portanto, não sabemos quais os efeitos que isto terá nos sistemas que dependem do campo magnético da Terra, como satélites, comunicações e navegação. No entanto, este processo ocorre todos os dias em Urano devido ao desalinhamento único dos eixos rotacional e magnético. O estudo contínuo da aurora de Urano fornecerá dados sobre o que podemos esperar quando a Terra exibir uma futura inversão dos pólos e o que isso significará para o seu campo magnético.”
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