Atmosfera de Saturno

Figura 01: Planetas gasosos e seus anéis.

Todos sabem que os quatro últimos planetas do Sistema Solar possuem anéis.  Entretanto, talvez não seja trivial a relação entre anéis e planetas. Ao investigar esta situação-problema os astrónomos usaram os dados coletados pela  sonda Cassini  ao longo do período de 2004 até 2017. O resultado pode ser notado na foto abaixo.

Figura 02: A mostrar a mudança na cor do polo norte  conforme  a mudança  de estação.

Se observarmos a figura 01, notaremos que o polo norte saturniano­­­ se encontrava, em 2012, em tom azulado e, em 2016,  aparece em tom dourado.  Tal transformação se deve à troca de estação naquele hemisfério. Ou seja, à medida que se chega o verão, a cor azulada dá lugar à dourada. Entretanto, as mudanças sazonais implicam em alterações na nebulosidade e na cor do céu do planeta.  Essa observação acarretou o surgimento de uma situação-problema no âmbito da Astroquímica, a saber: como mapear todas as possíveis fontes de luz, as quais  resplandecem em Saturno e, ao mesmo tempo, tentar entender o mecanismo de interacção da luz com a atmosfera saturniana? A resposta às indagações anteriores, certamente clareará a compreensão dos cientistas sobre os processos que ocorrem noutros planetas gasosos. Por exemplo, Saturno tem neblinas as quais lhe dão a cor dourada, entretanto, Júpiter também apresenta fenómeno similar. Aliás,  a comparação entre estes planetas  levantou uma outra dúvida. Afinal, se a comparação é válida por qual razão  Saturno não  seria totamente  nublado  como é Júpiter?

A investigação apontou que a presença dos anéis saturnianos, de certa forma, protege o planeta de um “ataque de nebulosidade”. Assim como a inclinação da Terra define as estações o ano terrestre, em Saturno  não é diferente. As estações  saturnianas também são definidas  devido sua inclinação.

Figura 03: Inclinação dos planetas.

Na figura 03 são mostradas as inclinações da Terra  e dos gigantes gasosos do Sistema Solar.  Da mesma forma que verão e inverno acontecem defasados de seis meses quando comparados hemisfério norte e sul. Ou seja,  quando é inverno no hemisfério norte, é verão no hemisfério sul e vice-versa.  Também acontece em Saturno, o qual possui uma inclinação um pouco mais acentuada que a Terra. A diferença é que  Saturno  possui inverno menos  ensolarado devido à presença de seus anéis, responsáveis por bloquearem a luz solar do hemisfério inclinado mais distante do Sol.

Figura 04 – Anéis de Saturno: ao bloquearem a luz solar impedem que o hemisfério de inverno fique com neblinas.

A figura 04 está a mostrar que  o hemisfério no qual é inverno em Saturno é mais sombrio, uma vez que os anéis saturnianos  bloqueiam a passagem da luz  solar, consequentemente,  não há  formação de neblinas, assim como acontece em Júpiter. Com uma atmosfera mais límpida  o tom azulado   toma lugar  exactamente  pelo mesmo motivo que acontece cá na Terra: a dispersão da luz.

Figura 05: Dispersão da Luz.

A dispersão da Luz, neste caso, da luz solar, é o fenómeno  no qual  toda luz solar incidente no planeta é decomposta  em várias  frequências diferentes (ou comprimentos de ondas diferentes). Na faixa do visível,  observar-se-á algo parecido às cores do arco-íris.

Claro,  tudo isso tem um “preço a ser pago”.  Uma vez que  a exposição  de Saturno à luz solar foi alterada, consequentemente, também haverá mudanças sazonais na nebulosidade atmosférica saturniana. Neste processo as moléculas de metano são separadas pela luz solar. Na quebra do metano são formadas outras moléculas tais como o etano e etino, os quais após uma sequência complexa de reacções  químicas  dão  vez  à neblina.

Figura 06:  Na sequência, da esquerda para a direita: metano, etano e etino (acetileno).

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Devido à baixa luminosidade,  a produção  de neblina sofre uma queda no hemisfério que está a  usufruir do inverno.  Ao se aglomerarem, as partículas das neblinas dão origem a grãos mais densos, os quais  se afundam  na atmosfera saturniana, facto que elimina as chances de continuidade das mesmas neblinas.

Dito tudo isso,  o verão saturniano  apresenta como característica um céu  nebuloso e dourado, ao passo que,  o inverno  possui céu limpo e azul. Vale sublinhar que até 2015,  tínhamos um conceito diferente sobre o céu de Saturno. Definitivamente,  temos que aprofundar a análise astroquímica  do “senhor dos anéis”.  Outro detalhe  é que,  o lado do planeta onde a luz solar é menos incidente não chega a ser escuro. Graças aos anéis saturnianos uma parte da luz solar é refletida   para o planeta, o que deixa seu “lado escuro” um pouco iluminado, ou se preferir: “menos escuro”.

Em suma,  agora que alguns pontos  referentes aos planetas gasosos estão a ser clareados.  Sem dúvidas, a sonda Cassini  coletou várias informações as quais  permitem uma compreensão  mais ampla das atmosferas planetárias.  Vimos também que,  assim como a Terra possui estações  do ano, devido sua inclinação.   Saturno, que é levemente mais inclinado, também apresenta estações. O verão  saturniano  apresenta céu nublado e  cor dourada ao passo que  o inverno  possui céu limpo e cor azulada. O lado “escuro”  de Saturno não é totalmente escuro, haja vista que  os anéis saturnianos   refletem parte da luz do sol para aquele lado. Embora a comparação envolvendo Saturno e Júpiter seja válida,  no que diz respeito à atmosfera planetária,  os anéis  jupiterianos também refletem a luz solar. Porém,  não conseguem evitar a formação de neblinas.  Saturno por sua vez possui um sistema de anéis mais complexo, e mais eficiente, a tal ponto que as neblinas – responsáveis pelo tom dourado – são eliminadas. Com céu limpo, o tom azulado domina a atmosfera saturniana – aos invernos.

Dr. Nélio M. S. A. Sasaki

Coordenador do Núcleo de Ensino e Pesquisa em Astronomia – NEPA

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