Por que a tonalidade azul de Netuno é diferente de Urano? Cientistas podem finalmente ter uma resposta

Urano e Netuno são os mais gêmeos de todos os planetas do Sistema Solar. Eles são quase do mesmo tamanho e massa, têm composições e estruturas semelhantes, até mesmo taxas de rotação semelhantes.

O que faz uma diferença gritante bastante desconcertante. Netuno é um tom atraente de azul, com tempestades visíveis . Urano é mais uma cerceta pálida delicada e inexpressiva. Se os dois planetas são tão semelhantes, de onde vem a diferença em seus azuis baseados em metano?

Nova pesquisa, carregada no servidor de pré-impressão arXiv e aguardando revisão por pares , afirma ter encontrado uma resposta. De acordo com uma equipe liderada pelo físico planetário Patrick Irwin, da Universidade de Oxford, no Reino Unido, uma extensa camada de neblina dilui a tonalidade de Urano, resultando em um orbe mais pálido em comparação com seu gêmeo mais distante; fraterna, não idêntica.

Urano e Netuno, de acordo com nossas medições dos dois planetas, são estruturados de forma muito semelhante. Um pequeno núcleo rochoso é cercado por um manto de gelo de água, amônia e metano; em seguida, uma atmosfera gasosa consistindo principalmente de hidrogênio, hélio e metano; e finalmente a atmosfera superior, incluindo topos de nuvens. Mas essa atmosfera não é homogênea; em vez disso, acredita-se que seja em camadas, como todas as outras atmosferas do Sistema Solar.

Irwin e colegas analisaram observações visíveis e no infravermelho próximo dos dois planetas para gerar novos modelos das camadas atmosféricas. Eles conseguiram encontrar modelos que replicam muito bem as observações, incluindo as tempestades em Netuno e a sombra mais pálida de Urano.

Em seus modelos, ambos os planetas têm uma camada de névoa fotoquímica. Isso ocorre quando a radiação ultravioleta do Sol quebra as partículas de aerossol na atmosfera, produzindo partículas de neblina. É um processo comum, visto em Vênus , Terra, Saturno, Júpiter , o planeta anão Plutão e as luas Titã e Tritão.

Os pesquisadores chamaram isso de camada de Aerossol-2 e, em ambos os planetas, parece ser uma fonte das sementes de nuvens que se condensam em gelo de metano no limite inferior e neva mais profundamente na atmosfera. E em Urano, essa camada parece ser duas vezes mais opaca do que em Netuno – e é por isso que os dois planetas parecem diferentes.

“Uma vez que essas partículas absorvem UV, isso explica a menor refletividade UV observada de Urano e também explica por que Urano parece ter uma cor azul mais pálida para o olho humano do que Netuno, uma vez que essas partículas têm uma refletividade visível aproximadamente branca. espectro”, escreveram os pesquisadores em seu artigo .

“A menor opacidade da camada de Aerossol-2 de Netuno também explica por que as manchas escuras são mais fáceis de observar na atmosfera de Netuno do que na de Urano.”

Abaixo da camada de Aerossol-2 há uma camada de neblina mais profunda chamada Aerossol-1, onde o metano reevapora e redeposita as partículas de neblina. Essas partículas de neblina se condensam em cristais submicrométricos de sulfeto de hidrogênio (esse é o composto fedorento ). A assinatura espectral desta região é consistente com gelo e neblina escura.

Esta região do Aerossol-1, acredita a equipe, é onde se originam as características escuras, como manchas e bandas observadas em Netuno. Se a camada Aerosol-2 de Netuno for mais fina e transparente, isso tornaria esses recursos mais visíveis.

Não está claro por que a camada de Aerossol-2 de Netuno não é tão densa quanto a de Urano, mas os pesquisadores acreditam que a atmosfera de Netuno pode ser melhor em limpar a neblina ao nevar metano com mais eficiência do que Urano.

As descobertas oferecem vários caminhos para mais estudos observacionais, disseram os pesquisadores.

“Observações futuras de Urano e Netuno … podem ajudar a resolver a questão de saber se manchas e regiões escuras são causadas por um escurecimento ou clareamento da camada de Aerossol-1” , escreveram eles . “Este será, esperamos, o foco do trabalho futuro.”