Urano possui dois anéis vizinhos de origens diferentes.

Os dois anéis externos e pouco luminosos de Urano têm origens nitidamente diferentes: o anel mais distante é composto por grãos de gelo de água liberados por uma lua de cerca de 12 km de diâmetro, enquanto o anel logo ao lado é formado por detritos mais rochosos.

Essa divisão deixa Urano com dois anéis vizinhos, lado a lado, mas com histórias bem distintas. O cenário reforça indícios de que o ambiente ao redor do planeta passa por mudanças ativas.

Composição oculta dos anéis de Urano

Bem longe dos anéis principais mais brilhantes de Urano, os discretos anéis μ e ν mantêm um contraste marcante no material que circula o planeta.

Imke de Pater, da University of California, Berkeley (UC Berkeley), associou o anel externo, rico em gelo - conhecido como anel μ - ao gelo de água, e o anel interno, mais empoeirado - chamado anel ν - a material rochoso mais escuro.

Esse resultado esclarece por que o anel mais distante há muito tempo parecia azul, enquanto o mais próximo parecia avermelhado, apesar de ambos orbitarem o mesmo planeta.

Ao mesmo tempo, ele levanta uma questão mais profunda: as fontes desses dois anéis vizinhos não parecem ser feitas do mesmo tipo de material.

A cor como pista para a composição

A luz azul foi o primeiro alerta de que o anel μ tinha algo de incomum, já que partículas extremamente finas espalham com mais força os comprimentos de onda curtos.

O Keck já havia indicado, em um relatório anterior, que o anel mais distante tinha aparência azulada, enquanto o anel ν, mais próximo, parecia vermelho.

Em geral, luz mais avermelhada costuma sinalizar poeira comum, ao passo que um tom azulado aponta para grãos tão pequenos que se comportam de outra forma.

Quando o Webb completou as partes que faltavam no infravermelho, aquelas pistas antigas de cor deixaram de parecer superficiais e passaram a apontar diretamente para a composição.

Uma lua pequena (Mab) alimenta um anel gelado

O anel μ envolve Mab, uma lua com apenas cerca de 12 km de largura - e essa localização é decisiva.

Impactos de micrometeoritos, pequenas colisões provocadas por poeira espacial, provavelmente arrancam fragmentos novos da superfície de Mab e semeiam o anel com gelo.

Como os grãos do anel μ sentem com mais intensidade a radiação e outras forças, eles tendem a se espalhar para fora, em vez de cair de volta.

Essa sequência também reforça a hipótese de que a própria Mab seja rica em gelo de água, e não apenas uma rocha escura.

Evidências de corpos-fonte invisíveis

O anel ν, por sua vez, contou uma história mais intrincada, e o seu espectro se afastou do gelo e se aproximou de uma origem mais “suja”.

Modelos com melhor ajuste indicaram grãos rochosos misturados a cerca de 10%–15% de material orgânico rico em carbono, formado pela ação da radiação no frio do espaço.

Essa mistura rochosa provavelmente vem de corpos não observados que orbitam dentro do anel, onde impactos e colisões continuam triturando material e gerando poeira.

Ninguém identificou esses objetos “pais”, o que sugere que o anel pode estar sendo reabastecido continuamente, em vez de ser uma estrutura fixa e imutável.

Décadas de descobertas convergem

Urano entrou para o grupo de planetas com anéis conhecidos em 1977, depois que astrónomos observaram uma estrela de fundo “piscar” várias vezes ao passar por trás do planeta, num artigo científico.

Décadas depois, o Hubble revelou o par externo e fraco, e o artigo de descoberta relacionou Mab ao anel mais distante.

O Keck acrescentou a pista de que os dois anéis não eram iguais, já que um parecia azul e o outro, vermelho.

Por fim, o Webb forneceu a ampla cobertura no infravermelho que uniu essas observações dispersas numa única explicação física.

Indícios de mudança em andamento

O anel μ também parece inquieto - não como uma faixa estável de poeira a circular por eras.

Medições do Hubble na nova análise sugerem que o brilho no visível caiu em cerca de 50% entre 2003 e 2006.

Essa queda indica que os menores grãos do anel podem sobreviver apenas alguns anos antes de a luz solar, impactos ou forças eléctricas os removerem.

“Vemos indícios de que o brilho do anel μ muda ao longo do tempo, e o que pode estar causando essas mudanças ainda é um mistério”, disse Matt Hedman, professor da University of Idaho.

Cores parecidas, causas diferentes

Apenas mais um grande anel no sistema solar partilha essa aparência azulada - e ele orbita Saturno.

O anel E de Saturno é reabastecido por Encélado, uma lua que lança partículas geladas e gás para o espaço por meio de jatos ativos.

Mab parece pequena demais para sustentar esse tipo de actividade, o que torna impactos simples uma explicação mais plausível.

A comparação é importante porque mostra que cores semelhantes em anéis podem surgir por causas muito diferentes.

A estrutura dos anéis revela a origem

Os dois anéis externos também partilham um perfil aproximadamente triangular, mas as suas caudas ténues apontam para direções distintas.

O anel μ se estende para dentro e para fora a partir de um centro mais brilhante, enquanto o anel ν sobretudo arrasta material para fora.

Essa assimetria combina com as fontes propostas: a poeira de Mab pode se espalhar nos dois sentidos, enquanto o anel vermelho parece ser alimentado de forma mais local.

Os anéis são tão finos e tão pouco luminosos que até o Webb só conseguiu estabelecer limites superiores para características subtis, como uma ligeira excentricidade.

A necessidade de uma missão futura

Várias perguntas ainda precisam de resposta, começando por entender por que Mab permaneceu gelada enquanto muitas luas internas próximas parecem mais rochosas.

Outro enigma é o desaparecimento dos corpos-fonte do anel ν - que precisam existir se poeira rochosa nova continua a surgir.

“Suspeito que vamos precisar de imagens de perto de uma futura missão espacial a Urano para responder a essa pergunta”, disse Mark Showalter, cientista sénior de pesquisa no SETI Institute.

Essa necessidade está alinhada com o levantamento das National Academies, que apontou um Orbitador e Sonda de Urano como a principal missão emblemática.

O novo quadro faz os arredores de Urano parecerem menos decorativos e mais activos, com luas, poeira e impactos a interagir constantemente entre si.

Uma nave futura poderia medir a renovação dos detritos, procurar corpos de origem e explicar por que um anel é tão rico em gelo.

Crédito da imagem: University of California, Berkeley