Por milênios, os astrônomos pensaram que Urano não passava de uma estrela distante. Somente no final do século XVIII Urano foi universalmente aceito como um planeta. Até hoje, o mundo azul e anelar desafia as expectativas dos cientistas, mas novas pesquisas da NASA ajudam a desvendar parte do mistério desse planeta.
Urano é diferente de qualquer outro planeta em nosso sistema solar. Ele gira de lado, o que significa que cada polo enfrenta diretamente o Sol durante um contínuo “verão” de 42 anos. Urano também gira na direção oposta à de todos os planetas, exceto Vênus. Dados da passagem da Voyager 2 por Urano em 1986 também sugeriram que o planeta é anormalmente frio por dentro, desafiando os cientistas a reconsiderar teorias fundamentais sobre como os planetas se formaram e evoluíram ao longo do nosso sistema solar.
“Desde a passagem da Voyager 2, todo mundo disse que Urano não tem calor interno”, disse Amy Simon, cientista planetária no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. “Mas tem sido muito difícil explicar por que isso acontece, especialmente quando comparado aos outros planetas gigantes.”
Essas projeções sobre Urano provieram apenas de uma medição única e próxima do calor emitido pelo planeta feita pela Voyager 2: “Tudo depende desse único ponto de dados”, disse Simon. “Esse é parte do problema.”
Agora, utilizando uma técnica avançada de modelagem computacional e revisitando décadas de dados, Simon e uma equipe de cientistas descobriram que Urano, de fato, gera algum calor, conforme relataram na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
O calor interno de um planeta pode ser calculado comparando a quantidade de energia que ele recebe do Sol com a quantidade de energia que emite no espaço na forma de luz refletida e calor emitido. Os outros planetas gigantes do sistema solar – Saturno, Júpiter e Netuno – emitem mais calor do que recebem, o que significa que o calor extra vem de dentro, muito do qual é remanescente dos processos energéticos que formaram os planetas há 4,5 bilhões de anos. A quantidade de calor que um planeta exala pode ser um indicativo de sua idade: quanto menos calor é liberado em relação ao calor absorvido do Sol, mais velho é o planeta.
Urano se destacava dos outros planetas porque parecia emitir tanto calor quanto recebia, implicando que não tinha calor próprio. Isso intrigou os cientistas. Alguns hipotetizaram que talvez o planeta seja muito mais velho do que os outros e tenha esfriado completamente. Outros propuseram que uma grande colisão – a mesma que pode ter virado Urano de lado – ejetou todo o calor de Urano. Mas nenhuma dessas hipóteses satisfez os cientistas, motivando-os a resolver o “caso frio” de Urano.
“Pensamos: ‘Será que realmente não existe calor interno em Urano?'” disse Patrick Irwin, o autor principal do artigo e professor de física planetária na Universidade de Oxford, na Inglaterra. “Fizemos muitos cálculos para ver quanto da luz do sol é refletida por Urano e percebemos que é, na verdade, mais refletivo do que as pessoas haviam estimado.”
Os pesquisadores se propuseram a determinar o orçamento de energia completo de Urano: quanto de energia ele recebe do Sol em comparação ao quanto reflete como luz solar e quanto emite como calor. Para isso, precisaram estimar a quantidade total de luz refletida pelo planeta em todos os ângulos. “É necessário ver a luz que se dispersa para os lados, não apenas a que vem diretamente de volta para você”, disse Simon.
Para obter a estimativa mais precisa do orçamento de energia de Urano até agora, os pesquisadores de Oxford desenvolveram um modelo computacional que reuniu tudo o que se sabe sobre a atmosfera de Urano a partir de décadas de observações realizadas por telescópios terrestres e espaciais, incluindo o Telescópio Espacial Hubble da NASA e o Telescópio Infra Vermelho da NASA no Havai. O modelo incluiu informações sobre as neblinas, nuvens e mudanças sazonais do planeta, todas as quais afetam como a luz solar é refletida e como o calor escapa.
Os pesquisadores descobriram que Urano libera cerca de 15% mais energia do que recebe do Sol, uma cifra que é semelhante a outra estimativa recente de um estudo separado financiado em parte pela NASA, publicado em 14 de julho na Geophysical Research Letters. Esses estudos sugerem que Urano possui seu próprio calor, embora ainda bem menos do que seu vizinho Netuno, que emite mais do que o dobro da energia que recebe.
“Agora precisamos entender o que essa quantidade remanescente de calor em Urano significa, além de obter medições melhores”, disse Simon.
Desvendar o passado de Urano é útil não apenas para mapear a linha do tempo de quando os planetas do sistema solar se formaram e migraram para suas órbitas atuais, mas também ajuda os cientistas a entender melhor muitos dos planetas descobertos fora do sistema solar, chamados exoplanetas, a maioria dos quais tem o mesmo tamanho que Urano.
