Urano é um dos planetas mais estranhos do Sistema Solar. Enquanto o eixo de rotação da maioria dos planetas é perpendicular ao seu plano orbital, Urano tem um ângulo de inclinação extremo de 98 graus. Está virado de lado, provavelmente devido a uma colisão antiga. Também tem uma órbita retrógrada, oposta à dos outros planetas. O gigante gelado tem também uma relação invulgar com o Sol que o distingue dos outros planetas. Seja como for Urano está a ficar mais frio e até aqui, a razão, permanecia em mistério.
Urano mais frio é um mistério
A singularidade de Urano estende-se à sua atmosfera superior, designada por termosfera-coroa. A temperatura desta região é superior a 500 graus Celsius, e as fontes de calor responsáveis têm intrigado os astrónomos. A coroa estende-se até 50.000 km acima da superfície, o que também o distingue dos outros planetas. Mais estranho ainda é que a sua temperatura está a descer.
A temperatura de Urano
Quando a Voyager 2 passou por Urano em 1986, mediu a temperatura da termosfera. Nas décadas que se seguiram, os telescópios mediram continuamente a temperatura de Urano.
Todas estas medições mostram que a atmosfera superior do planeta está a arrefecer e que a temperatura desceu para metade. Nenhum dos outros planetas registou as mesmas alterações.
Os cientistas sabem que a termosfera de Urano é uma camada ténue. Tem uma ionosfera incorporada, que ajuda os astrónomos a medir a temperatura da termosfera. É uma camada de iões que separa a atmosfera inferior da magnetosfera do planeta.
Os iões H3+ na ionosfera atingem rapidamente o equilíbrio térmico com os neutros circundantes. Os iões emitem fotões no infravermelho próximo (NIR) que permitem aos astrónomos monitorizar a temperatura da termosfera com telescópios terrestres, uma vez que alguns comprimentos de onda do NIR atravessam a atmosfera da Terra.
É assim que sabem que a atmosfera superior está a arrefecer
O arrefecimento é intrigante, e os efeitos sazonais foram excluídos como causa da queda de temperatura. Também o ciclo solar de 11 anos, em que o nível de energia do Sol se altera, foi excluído.
Uma nova investigação publicada na revista Geophysical Review Letters apresenta uma explicação para a mudança de temperatura. Intitula-se “Solar wind power likely governs Uranus’ thermosphere temperature”. O autor principal é o Dr. Adam Masters do Departamento de Física do Imperial College.
De acordo com Masters e os seus colegas, o vento solar é responsável pelo arrefecimento de Úrano. O vento solar é um fluxo de partículas carregadas que provém da camada mais externa do Sol, a coroa. É um plasma composto principalmente por electrões e protões e contém também núcleos atómicos e iões pesados.
Embora o vento solar seja incessante, as suas propriedades mudam gradualmente em escalas de tempo que coincidem com as mudanças na atmosfera superior de Úrano.
Desde cerca de 1990, a pressão média do vento solar para o exterior tem vindo a diminuir lenta mas significativamente. A queda não está correlacionada com o conhecido ciclo de 11 anos do Sol, mas está intimamente correlacionada com a mudança de temperatura de Urano. À medida que a pressão do vento solar diminui, o tamanho da magnetosfera de Urano aumenta e sua temperatura cai.
Isto sugeriu aos investigadores que, ao contrário da Terra, a temperatura de Úrano não é controlada por fotões.
Os fotões do Sol aquecem a Terra
É um facto bem conhecido que os fotões do Sol aquecem a Terra. É a base da vida. Embora a magnetosfera do nosso planeta proteja largamente a Terra do vento solar, os fotões não são impedidos.
Urano está muito mais longe do Sol do que a Terra, quase 3 mil milhões de km, enquanto a Terra está apenas a cerca de 228 milhões de km do Sol. O número de fotões que chega a Urano não é suficiente para aquecer o planeta. Em vez disso, a diminuição do vento solar está a permitir que a magnetosfera de Urano se expanda.
Como a magnetosfera protege Urano do vento solar, a sua expansão torna mais difícil que o vento solar chegue ao planeta. A energia flui através do espaço à volta do planeta, acabando por atingir a termosfera e controlar a sua temperatura.
Isto significa que para planetas próximos como a Terra, a luz das estrelas controla a temperatura da termosfera, enquanto que para planetas mais afastados, o vento solar assume o controlo.
Esta descoberta de que Urano está mais frio poderá afetar uma futura missão.
