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Um estudo de co-autoria do cientista de pesquisa sênior do Southwest Research Institute, Dr. Jason Hofgartner, explica as assinaturas de radar incomuns de satélites gelados orbitando Júpiter e Saturno. Suas assinaturas de radar, que diferem significativamente das dos mundos rochosos e da maior parte do gelo da Terra, há muito são uma questão incômoda para a comunidade científica.
“Seis modelos diferentes foram publicados na tentativa de explicar as assinaturas de radar das luas geladas que orbitam Júpiter e Saturno”, disse Hofgartner, primeiro autor do estudo, publicado este mês na Astronomia da Natureza. “A maneira como esses objetos espalham o radar é drasticamente diferente da dos mundos rochosos, como Marte e Terra, bem como de corpos menores, como asteróides e cometas”.
Os objetos também são extremamente brilhantes, mesmo em áreas onde deveriam ser mais escuros.
“Quando olhamos para a lua da Terra, ela se parece com um disco circular, embora saibamos que é uma esfera. Planetas e outras luas também se parecem com discos através de telescópios”, disse Hofgartner. “Ao fazer observações de radar, o centro do disco é muito brilhante e as bordas muito mais escuras. A mudança do centro para a borda é muito diferente para esses satélites gelados do que para mundos rochosos.”
Em colaboração com o Dr. Kevin Hand, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, Hofgartner argumenta que as extraordinárias propriedades de radar desses satélites, como sua refletividade e polarização (a orientação das ondas de luz à medida que se propagam pelo espaço), provavelmente são explicadas pelo efeito de oposição de retroespalhamento coerente (CBOE).
“Quando você está em oposição, o Sol está posicionado diretamente atrás de você na linha entre você e um objeto, a superfície parece muito mais brilhante do que seria de outra forma”, disse Hofgartner. “Isso é conhecido como efeito de oposição. No caso do radar, um transmissor representa o Sol e um receptor os seus olhos.”
Uma superfície gelada, explicou Hofgartner, tem um efeito de oposição ainda mais forte do que o normal. Para cada caminho de dispersão de luz que salta através do gelo, em oposição, há um caminho na direção exatamente oposta. Como os dois caminhos têm exatamente o mesmo comprimento, eles se combinam de forma coerente, resultando em mais brilho.
Na década de 1990, foram publicados estudos afirmando que o CBOE era uma explicação para as assinaturas de radar anômalas de satélites gelados, mas outras explicações poderiam explicar os dados igualmente bem. Hofgartner e Hand melhoraram a descrição da polarização do modelo CBOE e também mostraram que seu modelo CBOE modificado é o único modelo publicado que pode explicar todas as propriedades do radar de satélite gelado.
“Acho que isso nos diz que as superfícies desses objetos e suas subsuperfícies até muitos metros são muito torturadas”, disse Hofgartner. “Eles não são muito uniformes. Rochas geladas dominam a paisagem, talvez parecendo um pouco com a confusão caótica após um deslizamento de terra. Isso explicaria por que a luz está refletindo em tantas direções diferentes, dando-nos essas assinaturas de polarização incomuns.”
As observações de radar que Hofgartner e Hand usaram foram do Observatório de Arecibo, que foi um dos dois únicos telescópios que fizeram observações de radar de satélites gelados até que foi severamente danificado pelo colapso de sua estrutura de suporte, montagem de antena e cúpula e posteriormente desativado. Os pesquisadores esperam fazer observações de acompanhamento quando possível e planejam estudar dados de arquivo adicionais que possam lançar ainda mais luz sobre satélites gelados e o CBOE, bem como estudos de radar de gelo nos pólos de Mercúrio, Lua e Marte.
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