330: Nova imagem do JWST capta a visão mais clara dos anéis de Neptuno em décadas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Imagem de Neptuno captada pelo instrumento NIRCam do Webb a 12 de Julho de 2022 que mostra os gloriosos anéis do planeta pela primeira vez em mais de três décadas.
As características mais proeminentes da atmosfera de Neptuno nesta imagem são uma série de manchas brilhantes no hemisfério sul do planeta que representam nuvens de alta altitude de metano gelado. Mais subtilmente, uma linha fina de brilho em torno do equador do planeta pode ser uma assinatura visual da circulação atmosférica global que alimenta os ventos e tempestades de Neptuno. Além disso, pela primeira vez, o Webb observou uma faixa contínua de nuvens de alta latitude em torno de um vórtice previamente conhecido no pólo sul de Neptuno.
Crédito: NASA/ESA/CSA e STScI

O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA está a mostrar as suas capacidades mais perto de casa com a sua primeira imagem de Neptuno.

O Webb não só captou a visão mais clara dos anéis deste peculiar planeta em mais de 30 anos, como as suas câmaras estão também a revelar o gigante gelado sob uma luz totalmente nova.

O aspecto mais impressionante da nova imagem do Webb é a visão nítida dos anéis dinâmicos do planeta – alguns dos quais não têm sido vistos de todo, quanto mais com este detalhe, desde a passagem da Voyager 2 em 1989.

Além dos vários anéis estreitos e brilhantes, as imagens do Webb mostram claramente as bandas de poeira mais fracas de Neptuno. A qualidade de imagem extremamente estável e precisa do Webb também permite detectar estes anéis fracos muito próximos de Neptuno.

Neptuno tem fascinado e deixado os investigadores perplexos desde a sua descoberta em 1846. Localizado 30 vezes mais longe do Sol do que a Terra, Neptuno orbita numa das áreas mais sombrias do nosso Sistema Solar. A essa distância extrema, o Sol é tão pequeno e ténue que o meio-dia em Neptuno é semelhante a um fraco crepúsculo na Terra.

Este planeta é caracterizado como um gigante de gelo devido à composição química do seu interior. Em comparação com os gigantes gasosos Júpiter e Saturno, Neptuno é muito mais rico em elementos mais pesados do que o hidrogénio e o hélio.

Isto é aparente no bem conhecido aspecto azul de Neptuno nas imagens do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA em comprimentos de onda visíveis, provocado por pequenas quantidades de metano gasoso.

O instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb captura objectos no infravermelho próximo, de 0,6 a 5 micrómetros, pelo que Neptuno não aparece azul.

De facto, o gás metano é tão fortemente absorvido que o planeta é bastante escuro nos comprimentos de onda do Webb, excepto quando existem nuvens de alta altitude.

Tais nuvens de metano gelado são proeminentes como estrias brilhantes e manchas, que reflectem a luz solar antes de ser absorvida pelo gás metano. Imagens de outros observatórios têm registado estas características de nuvens em rápida evolução ao longo dos anos.

Mais subtilmente, uma linha fina de luminosidade em torno do equador do planeta pode ser uma assinatura visual da circulação atmosférica global que alimenta os ventos e tempestades de Neptuno. A atmosfera desce e aquece no equador, e assim brilha mais em comprimentos de onda infravermelhos do que os gases mais frios e circundantes.

A órbita de 164 anos de Neptuno significa que o seu pólo norte, no topo desta imagem, está justamente fora de vista para os astrónomos, mas as imagens do Webb sugerem um brilho intrigante nessa área.

Um vórtice previamente conhecido no pólo sul é evidente na imagem do Webb, mas pela primeira o telescópio revelou uma banda contínua de nuvens à sua volta.

O Webb também fotografou sete das 14 luas conhecidas de Neptuno. Dominando este retrato de Neptuno pelo Webb está um ponto de luz muito brilhante ostentando os picos de difracção vistos em muitas das imagens do Webb; não é uma estrela, mas a lua mais invulgar de Neptuno, Tritão.

Coberta por uma camada gelada de azoto condensado, Tritão reflecte uma média de 70% da luz solar que a atinge. É bem mais brilhante do que Neptuno porque a atmosfera do planeta é escurecida pela absorção de metano nos comprimentos de onda do Webb.

Tritão orbita Neptuno numa órbita bizarra (retrógrada), levando os astrónomos a especular que esta lua era na realidade um objecto da Cintura de Kuiper que foi gravitacionalmente capturado por Neptuno. Estão planeados estudos adicionais de Tritão e Neptuno para o próximo ano.

Astronomia On-line
23 de Setembro de 2022



 

202: Simulação da atmosfera de Neptuno pode ajudar a perceber como fabricar diamantes

CIÊNCIA/TECNOLOGIA/NEPTUNO

Não é o caso da Terra, onde esses elementos são raros e sinónimo de luxo, mas Úrano e Neptuno recebem chuvas de diamantes. Agora, um grupo de cientistas descobriu como simular esse processo através do plástico de garrafas de água.

Os cientistas já haviam conseguido criar diamantes, mas nunca desta forma.

Úrano e Neptuno, dois gigantes gelados, eram considerados planetas extremamente raros até começarem a ser explorados. Depois disso, tornou-se claro que eles podem ser o tipo de planeta mais comum fora do nosso Sistema Solar. Apesar das suspeitas e também das certezas que os cientistas já têm sobre eles, é essencial conhecê-los em profundidade.

Uma das suspeitas mais sonante é a que teoriza que chovem diamantes no seu interior. Apesar de parecer idílico, a verdade é que os seres humanos não sobreviveriam a uma chuva desse calibre, nem às condições inóspitas do próprio planeta: temperaturas excessivamente baixas no exterior e extremamente altas no interior, e uma pressão vários milhões de vezes acima daquela que (nem) sentimos na Terra.

É esse ambiente hostil, contudo, que dá o mote para a formação de diamantes. Este fenómeno já foi observado em simulações realizadas para outros estudos, mas, agora, uma equipa de cientistas repetiu o processo, utilizando, por sua vez, o mesmo material que encontramos nas garrafas de plástico.

O resultado foi publicado na Science Advances e tem sido útil para os cientistas reterem mais informação sobre os dois planetas e para encontrar novas formas de conseguir fazer nano-diamantes.

Chuva de diamantes de Neptuno simulada na Terra

Apesar de o seu exterior gelado, a temperatura no interior pode atingir vários milhares de graus Celsius, a par de uma atmosfera composta, em grande parte, por hidrocarbonatos e por oxigénio, e onde a pressão é muito superior à da Terra.

Durante muito tempo, os cientistas tentaram reproduzir o fenómeno das chuvas de diamantes de Úrano e Neptuno, em ambiente de laboratório.

Apesar de os diamantes surgirem desta forma, as condições dos dois planetas não eram reproduzidas e, por isso, as experiências não resultavam propriamente. Os cientistas perceberam que uma película de hidrocarbonetos, como era usada, não era, então, suficiente.

Agora, uma equipa de cientistas do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, da Universidade de Rostock e da École Polytechnique, em França, consciencializou-se deste entrave e trabalhou nele, propondo-se a encontrar um material mais adequado.

Depois de investigar, percebeu que o material por que tanto procuraram era, na verdade, muito comum no quotidiano das pessoas na Terra: tereftalato de polietileno, mais conhecido como PET.

Plástico que, nas condições certas, pode resultar em diamantes

Se já se cruzou com este nome, recordamos que se trata do material a partir do qual são tipicamente feitas as garrafas de água de plástico.

O processo com o plástico foi o mesmo: os cientistas pegaram numa película de PET e apontaram-lhe um laser, promovendo que o material atingisse os 6.000º C. Esta reacção, em conjunto com o aumento da pressão, resultou na síntese de nano-diamantes, muito semelhantes àqueles que os cientistas acreditam ser os produzidos em Úrano e Neptuno.

De acordo com os autores, estes nano-diamantes podem ser utilizados como “sensores quânticos altamente sensíveis, agentes de contraste médicos e aceleradores de reacção eficientes, por exemplo, para dividir o CO2”.

Embora tenham sido, até agora, obtidos por detonação de explosivos, os cientistas asseguram que o processo poderá tornar-se mais simples e mais limpo, bem como mais controlado.

Pplware
Autor: Ana Sofia Neto
03 Set 2022