Anel planetário

Um anel planetário , ou simplesmente anel , é uma região fina em forma de disco ao redor de um planeta , planeta anão , corpo pequeno ou mesmo um satélite natural e formado principalmente de poeira e pequenas partículas diversas.

O sistema de anéis planetários mais conhecido está em torno de Saturno , mas também pode ser encontrado em torno dos outros três planetas jupiterianos  : Júpiter , Urano e Netuno . Os últimos, no entanto, são muito difíceis de notar da Terra devido à sua baixa massa e albedo .

Os primeiros anéis ( de Saturno ) foram descobertos no XVII th  século por Galileo . Quase 400 anos depois, um sistema de anéis foi detectado ao redor de um corpo fora do Sistema Solar .

História

XVII th ao XIX °  século

Os primeiros anéis descobertos são os de Saturno. Em 1610, Galileu observou esta estrela pela primeira vez e viu um planeta com dois satélites , que ele comumente chamou de “os ouvidos de Saturno”. Na verdade, a qualidade de seus instrumentos não lhe permite ver mais nada. Em 1612, ele visualizou que os anéis de Saturno são duas meias elipses .

Foi em 1654 que Christian Huygens chegou à conclusão de que o que rodeia esta estrela não são satélites, mas sim um fino e sólido anel. Ele publicou essa descoberta em 1659 em seu livro Systema Saturnum .

Em 1787, Pierre-Simon de Laplace descobriu que Saturno não era cercado por um único anel, mas por vários. EmFevereiro de 1789, William Herschel , que descobriu Urano, escreve em suas anotações que suspeita que este planeta tenha anéis. As notas tornaram-se públicas quase dez anos depois, em 1797, mas a hipótese passou despercebida e caiu no esquecimento.

Em 1857, James Clerk Maxwell demonstrou que os anéis de Saturno não podem ser sólidos, mas devem ser feitos de pequenas partículas. Na verdade, ele descobre que um anel sólido não pode permanecer estável.

XX th e XXI th  século

É apenas o 10 de março de 1977, quase dois séculos após a última menção dos anéis em torno de Urano, que sua presença é confirmada por acaso por um grupo de astrônomos da Universidade Cornell . Eles querem observar a passagem da estrela SAO 158687 ao redor do planeta, mas alguns minutos antes desta, eles veem cinco pequenas diminuições na luminosidade . A reprodução desse fenômeno prova a existência de pelo menos cinco anéis ao redor de Urano.

a 4 de março de 1979, Os anéis de Júpiter são descobertos pela sonda Voyager 1 . Então, após essa descoberta, alguns cientistas levantaram a hipótese de que uma das características dos planetas gasosos é ter anéis. Eles, portanto, empreendem pesquisas para encontrar os de Netuno.

a 22 de julho de 1984, duas equipes de astrônomos, uma sob a supervisão de André Brahic e a outra sob a supervisão de William Hubbard , localizadas a cerca de 100 quilômetros da primeira, observam uma diminuição de 35% na luminosidade de Netuno durante um período de tempo. duração de 1,2 segundos. . A percepção desse fenômeno levou 0,1 segundo entre os dois locais. Eles então descobriram a presença de anéis ao redor de Netuno, com largura variando entre 10 e 100 quilômetros.

Processo de treinamento

A origem dos anéis planetários não é conhecida com certeza. Três hipóteses foram levantadas a respeito de sua formação:

Características dos anéis dos planetas gigantes

Em geral, os anéis são formados por bilhões de partículas de poeira e fragmentos, além de estarem dentro do limite de Roche de seu planeta. Isso permite que eles não se transformem em um satélite. Além disso, alguns anéis, especialmente os mais finos, possuem satélites pastores que limitam sua extensão ao confinar suas partículas, o que os ajuda a permanecer estáveis, graças ao efeito da gravidade. Por outro lado, cada planeta pode ser diferenciado pelo número, a forma e o albedo de seus anéis.

Júpiter

Os anéis de Júpiter são divididos em 3 partes: o halo , o anel principal e o anel Gossamer , que por sua vez é feito de materiais dos satélites de Amalteia (para os primeiros 23.000 km) e de Tebe (para os 29.800  km restantes). A maioria dos anéis é composta de poeira que se desprende e se perde na atmosfera do planeta, e só são visíveis contra a luz, pois sua massa é muito pequena (1 bilhão de vezes menos massiva que a de Saturno) e que possuem uma baixa albedo. Além disso, as partículas dos anéis de Júpiter são mais escuras do que as de Saturno, por isso absorvem a luz do sol em vez de refleti-la.

O anel principal de Júpiter, que tem menos de 30 km de largura, está sofrendo erosão e o material que o ajuda a sobreviver é provavelmente devido à lenta desintegração dos pequenos satélites Métis e Adrastée .

Saturno

Saturno tem 7 anéis principais ( D , C , B , A , F , G e E ), um anel externo muito grande e difuso (o anel de Phoebe ) e vários anéis. Eles podem ter sido formados há mais de 4,5 bilhões de anos, quando o sistema solar ainda estava em desenvolvimento . Os anéis principais têm menos de um quilômetro de espessura e formam largas faixas dentro das quais podemos observar áreas mais ou menos brilhantes. A banda principal dos anéis é de 70.000 a 100.000 quilômetros do centro do planeta.

Eles refletem 60% da luz do sol , o que sugere que todas as partículas são compostas por mais de 90% de água gelada, metano ou amônia. O tamanho dessas partículas varia de centímetro a metro, mas também existem partículas de alguns micrômetros que estão presentes. Os últimos são o principal componente dos anéis difusos.

Existem pequenos satélites presentes em alguns anéis, como Pan , um satélite de 10 quilômetros descoberto na divisão de Encke dentro do anel A. Outro anel de Saturno, o F, é encontrado logo atrás do anel. Fora do limite de Roche e apresenta acúmulos de matéria que poderia ser o estado intermediário entre um anel e um satélite.

Urano

O planeta Urano tem um sistema de 13 anéis finos ( Zeta , 6 , 5 , 4 , Alfa , Beta , Eta , Gama , Delta , Lambda , Epsilon , Nu e Mu ) que estão bem separados uns dos outros. Nove de seus anéis são muito estreitos e quase circulares.

Os anéis de Urano são feitos de partículas muito escuras, possivelmente gelo de metano escurecido pela radiação e uma proporção muito pequena de poeira. Na verdade, alguns são opacos enquanto outros são translúcidos, razão pela qual eles não são muito visíveis pelas imagens comuns das sondas. Além disso, é difícil vê-los, pois quase não refletem 5% da luz solar e têm uma massa muito pequena. Na verdade, eles são 100.000 vezes menos massivos do que os anéis de Saturno.

Netuno

Netuno tem um sistema de 5 anéis semelhantes ( Galle , Le Verrier , Lassell , Arago e Adams ), mas incompleto. Na verdade, seus anéis não circundam o planeta e são chamados de “anéis de arcos incompletos”. Eles são compostos de poeira resultante de colisões entre corpos e gelo de metano escurecido por radiação.

Como os anéis de Urano, os anéis de Netuno são difíceis de ver porque têm uma massa muito pequena, são 100.000 vezes menos massivos que os de Saturno. Eles também têm um albedo muito baixo; suas partículas refletem cerca de 5% da luz.

Outros corpos celestes

Planetas gigantes não são as únicas estrelas a ter anéis orbitando, outros corpos celestes têm.

Em 1999, um sistema de anéis foi descoberto em torno de três das quatro luas de Júpiter, Ganimedes , Calisto e Europa . Para cada um deles, o (s) anel (es) seriam formados a partir da poeira que escapa da lua durante os impactos de meteoritos .

Além disso, a sonda Cassini provou a existência de destroços ao redor da segunda maior lua de Saturno, Rhea . Eles formariam pelo menos um anel em torno desta estrela.

Chariclo , um centauro , é cercado por um sistema de dois anéis. Ele foi descoberto por meio da observação feita por oito grandes telescópios localizados em sete locais diferentes. Sua origem não é conhecida no momento.

Após a descoberta dos anéis de Chariclo, os pesquisadores acreditam que outros asteróides podem ter anéis. Suas observações eventualmente levaram à descoberta de um sistema de anéis ao redor do centauro Chiron , uma mudança repentina na luz pode ter levado à confirmação dos anéis.

Em 2012, os astrônomos Eric Mamajek , da Universidade de Rochester , e Matthew Kenworthy , do Observatório de Leiden , descobriram um impressionante sistema de anéis localizado ao redor do exoplaneta J1407b , que fica fora do sistema solar. Este planeta possui um sistema de mais de 30 anéis, cada um com um diâmetro de dez milhões de quilômetros e, segundo Majamek, os anéis são 200 vezes mais largos que os de Saturno. Além disso, eles são 100 vezes mais pesados ​​que a Lua e podem durar cerca de 110.000 anos.

Em 2017, os astrônomos Hugh Osborn , da Universidade de Warwick , e Matthew Kenworthy, do Observatório de Leiden , anunciaram a descoberta de um sistema de anéis em torno do planeta PDS 110 b , cerca de 1.125 anos atrás. Luz da Terra. Este planeta está em órbita em torno da estrela PDS 110 , uma estrela que ainda é relativamente jovem (cerca de 10 milhões de anos). Seus anéis, embora maiores que os de Saturno, são menos importantes que os de J1407 b . Esta é a segunda vez que discernimos anéis em torno de um exoplaneta.

Em 2017, novamente, os astrônomos levantaram a hipótese de que um planeta com um sistema de anéis imponente poderia explicar a variação na luminosidade da estrela KIC 8462852 .

Também em 2017, observações da ocultação de uma estrela pelo planeta anão (136108) Hauméa tendem a provar que este último possui anéis. Isso o torna o primeiro planeta anão conhecido por ter anéis.

Futuras descobertas e hipóteses

Astrônomos da Universidade de São Paulo demonstraram, usando simuladores, que Plutão pode ter anéis. Assim, a poeira de Nix e Hydra , satélites de Plutão, poderia criar anéis ao redor deste planeta anão e seus satélites. Resta provar essa hipótese.

Quanto aos planetas rochosos , nenhum tem anéis no momento. Por outro lado, várias hipóteses trazem que Marte e a Terra poderiam, no futuro, possuí-los. De fato, uma equipe de astrônomos indianos publicou, no jornal Icarus , um artigo explicando a atual formação de anéis em torno de Marte. Em alguns milhões de anos, a lua Fobos cruzaria o limite Roche do planeta vermelho e as forças das marés teriam que desintegrá-la em um anel de destroços que então continua a espiralar em direção ao planeta.

Quanto à Terra, nada ainda foi observado e tudo está no ponto de hipótese, mas vários pesquisadores acreditam na futura presença de anéis ao redor do planeta.

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Bibliografia

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