Ocultação estelar por um satélite irregular é observada pela primeira vez

27 de setembro de 2017 | LIneA

Uma ocultação estelar causada pelo satélite irregular Febe (do grego Phoebe), em órbita de Saturno, um fenômeno raro de se captar, foi observada e registrada em julho deste ano. Esse feito só foi possível porque o fenômeno foi previsto em 2016 no trabalho de doutorado de Altair Ramos Gomes Júnior, do Observatório do Valongo (OV) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Altair foi orientado por Marcelo Assafin (OV/UFRJ), astrônomo afiliado ao LIneA que tem participação no levantamento Dark Energy Survey (DES). A ocultação foi observada pelos astrônomos japoneses Tsutomu Hayamizu (Sendai Space Hall; JOIN – Japan Occultation Information Network), Katsumasa Hosoi (Hamanowa-observatory; JOIN) e Owada Minoru (JOIN). Neste ano, a predição foi divulgada na rede internacional de observadores Occult, da qual fazem parte os japoneses, constantemente alimentada pelo astrônomo afiliado ao LIneA, Felipe Braga-Ribas. O trabalho também foi divulgado no periódico especializado Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sob o título de “Novas órbitas de satélites irregulares projetadas para predição de ocultações estelares até 2020”, com base em milhares de novas observações feitas no Observatório do Pico dos Dias (LNA/MCTI, Brasil), ESO (Chile) e Observatoire de Haute-Provence (França) (Figura 1).

Marcelo Assafin conta que esta foi a primeira observação bem sucedida de uma ocultação estelar causada por um satélite irregular. De acordo com Assafin, esses objetos, quando vistos dos telescópios da Terra, não passam de meros pontinhos nas imagens captadas. Deste modo, as ocultações estelares ganham enorme importância no estudo de satélites irregulares, por serem a única técnica que, curiosamente, a partir do uso desses mesmos telescópios de solo, permite inferir o tamanho e a forma do corpo com precisão de poucos quilômetros, se igualando em qualidade a resultados obtidos a partir de sondas como a Cassini. “Por isso, os alertas de possíveis ocultações estelares por satélites irregulares levado a cabo pelo grupo Occult, a partir do nosso programa de predições, é de enorme importância”, diz Assafin.

O astrônomo conta que, com a ocultação estelar observada, será possível inferir o tamanho e forma de Febe com precisão quilométrica, comparável às observações da Cassini, sonda da Nasa, permitindo assim checar de maneira independente, e com grande precisão, alguns parâmetros físicos atualmente aceitos para o satélite, contribuindo para o estudo sobre a origem de Febe.

O que se sabe é que Febe é aproximadamente esférico e tem um diâmetro de cerca de 213 quilômetros, com superfície bem marcada, contendo crateras de até 80 quilômetros de diâmetro e paredes de até 16 quilômetros de altura. Seu período de rotação é de cerca de 9 horas, não sendo síncrono com a rotação de Saturno. A órbita do Febe é retrógrada, ou seja, ele orbita em Saturno no sentido contrário ao da rotação do planeta. Por isso, Febe é classificado como sendo um satélite irregular. Imagina-se que todos esses tipos de satélites irregulares não tenham sido formados junto com o planeta ou suas luas principais, mas sim que tenham sido capturados pelo planeta em momento posterior.

A coloração escura de Febe inicialmente levou os cientistas a suporem que fosse um corpo capturado do Cinturão Principal de Asteroides, que fica entre Marte e Júpiter, já que se assemelhava à classe comum de asteroides carbonados escuros. Estes são quimicamente muito primitivos, com compostos de sólidos originais que se condensaram fora da nebulosa solar que deu origem ao Sol com pouca modificação desde então. Porém, as imagens da Cassini indicam que as crateras de Febe mostram uma variação considerável de brilho, o que indica a presença de grandes quantidades de gelo abaixo de uma cobertura relativamente fina de depósitos de superfície escura, com uma espessura de 300 a 500 metros (Figuras 2 e 3).

Além disso, quantidades de dióxido de carbono foram detectadas na superfície, uma descoberta que nunca foi verificada para nenhum asteroide. Estima-se que Febe seja cerca de 50% de rocha, em oposição aos 35% ou mais, que tipifica as luas interiores de Saturno. Por estas razões, os cientistas estão aos poucos traçando um novo cenário para a sua origem, no qual Febe é, na verdade, um Centauro capturado, um dos vários planetoides gelados associados ao Cinturão de Kuiper, que orbitam o Sol entre Júpiter e Netuno. “A coloração mais escura do Febe e sua composição, mais porosa, entre outras características, mostram que ele é diferente de outros satélites que rondam Saturno e sugerem que esse satélite irregular seja um objeto mais antigo, possivelmente capturado no decorrer da evolução do sistema solar. Essa descoberta abre portas para investigações nesse sentido”, conclui.

As futuras predições de ocultações estelares, inclusive a do Febe, serão feitas com efemérides baseadas em dados do satélite artificial Gaia, que fica entre a Terra e a Lua, com telescópios a bordo, lançado ao espaço em 2013. “Como ainda tem pouco tempo que o satélite está no espaço, os seus catálogos ainda não estão tão precisos, mas ainda assim, são muito mais precisos do que quaisquer outros que já existiram. Entretanto, os próximos registros de Gaia, previstos para 2018, terão muito mais precisão e nos mostrarão o movimento das estrelas com resolução sem precedentes. Isso nos possibilitará fazer predições ainda mais precisas de ocultações estelares”, prevê Assafin.

LIneA e o INCT do e-Universo apoiam os membros do projeto Transneptunian Occultation Network possuidores de grande experiência em predições de ocultações no Sistema Solar.

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Figura 1 – Ilustração da ocultação estelar por Febe. As cordas coloridas indicam por onde a estrela passou por detrás da silhueta de Febe, do ponto de vista de cada observador (duas cordas, no exemplo). O X na linha preta indica onde era esperado que a figura quase circular de Febe estivesse centrada, em relação a essas cordas, segundo a predição de Altair Gomes Júnior e colegas, indicando uma precisão de centragem melhor que 100 km, para uma distância de cerca de 1,4 bilhão de quilômetros de Febe da Terra. Créditos da imagem: Tsutomu Hayamizu (Sendai Space Hall; JOIN- Japan Occultation Information Network).
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Figura 2 – Satélite irregular Febe em montagem de observações da sonda Cassini. Cŕedito da Imagem: Cassini, NASA
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Figura 3 – Anel de minúsculas particulas de poeira que envolve Saturno e compartilha a mesma órbita bem afastada de Febe. Cŕedito da imagem: Cassini, NASA.

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