Os dois estreitos anéis que circundam Cariclo, um pequeno corpo gelado localizado entre as órbitas de Saturno e Urano, não parecem ser estruturas tão estáveis quanto se imaginava.
Uma análise liderada pelo Instituto de Astrofísica da Andaluzia, na Espanha, encontrou evidências de que os dois anéis mudaram em sentidos opostos ao longo de apenas alguns anos. O resultado foi publicado nesta quarta-feira, 9 de setembro, na revista Science Advances.
A descoberta foi possível graças a uma observação realizada pelo Telescópio Espacial James Webb em outubro de 2022 e à comparação desses dados com outras ocultações estelares registradas durante a década anterior.
O que chamou a atenção dos pesquisadores foi a mudança na opacidade, uma medida relacionada à quantidade de luz bloqueada pelo material dos anéis. O anel interno apresentou opacidade significativamente maior, enquanto o externo mostrou o comportamento contrário, tornando-se menos opaco.
Ainda não está claro o que provocou essas alterações.
Cariclo possui aproximadamente 250 quilômetros de diâmetro e pertence à população de pequenos corpos conhecidos como centauros, cujas órbitas ficam na região dos planetas gigantes. Atualmente ele se encontra a bilhões de quilômetros da Terra.
Em 2013, observações de uma ocultação estelar revelaram algo inesperado ao seu redor.
Antes e depois de Cariclo passar diante de uma estrela distante, o brilho da estrela diminuiu brevemente duas vezes. Os astrônomos perceberam que estavam observando a assinatura de dois anéis estreitos e densos.
Até então, sistemas de anéis eram conhecidos apenas ao redor dos quatro planetas gigantes do Sistema Solar. Cariclo tornou-se o primeiro pequeno corpo no qual um sistema desse tipo foi descoberto.
Seus anéis estão localizados a aproximadamente 400 quilômetros do centro de Cariclo. O interno possui cerca de 6 a 7 quilômetros de largura, enquanto o externo tem aproximadamente 2 a 4 quilômetros. Entre eles existe uma separação de cerca de 9 quilômetros.
Apesar dessas dimensões, observá-los diretamente é praticamente impossível.
Em 18 de outubro de 2022, os pesquisadores utilizaram a NIRCam, a câmera de infravermelho próximo do Webb, para acompanhar a estrela Gaia DR3 6873519665992128512.
A geometria era cuidadosamente calculada: conforme Cariclo passasse pela região da estrela, seus anéis deveriam cruzar a linha de visão do telescópio.
E foi exatamente o que aconteceu.
O corpo de Cariclo não encobriu a estrela do ponto de vista do Webb, mas seus anéis passaram diante dela. A NIRCam registrou pequenas e rápidas quedas no brilho da estrela provocadas pela passagem do material dos anéis.
Os anéis de Cariclo são estreitos demais e estão distantes demais para serem separados do corpo principal em imagens diretas, mesmo com a capacidade do Webb.
Uma ocultação contorna esse problema.
Quando um anel atravessa a linha de visão entre o telescópio e uma estrela distante, suas partículas bloqueiam uma fração da luz por um curto período. A intensidade e a duração dessa queda de brilho fornecem informações sobre a estrutura atravessada.
No caso de Cariclo, a situação de 2022 foi particularmente favorável porque sua velocidade relativa em relação ao Webb era baixa, cerca de 2,5 quilômetros por segundo, aumentando a resolução espacial alcançada durante a passagem.
A comparação dessas medições com ocultações anteriores é que revelou algo inesperado: as propriedades dos anéis não permaneceram iguais.
Se as diferenças observadas representarem mudanças físicas reais, partículas podem estar sendo redistribuídas dentro do sistema.
O fato de o anel interno ter se tornado mais opaco enquanto o externo apresentou menor opacidade torna o resultado especialmente interessante. Em vez de todo o sistema simplesmente ficar mais ou menos denso, cada anel parece ter evoluído de maneira diferente.
Isso levanta novas questões sobre como um sistema tão pequeno consegue manter dois anéis estreitos ao redor de Cariclo e quais mecanismos controlam sua evolução.
Mas os pesquisadores ainda mantêm uma ressalva importante.
As diferenças podem refletir uma verdadeira evolução temporal dos anéis, mas também podem estar parcialmente relacionadas aos diferentes filtros utilizados nas observações. Uma combinação dos dois efeitos também permanece possível.
Portanto, ainda não é possível afirmar exatamente qual processo físico está por trás das mudanças.
A existência dos anéis de Cariclo já havia mostrado que sistemas desse tipo não são exclusividade dos planetas gigantes.
Agora, a possibilidade de mudanças detectáveis em intervalos de apenas alguns anos acrescenta outra peça ao problema: esses anéis podem ser sistemas bastante dinâmicos.
Observações anteriores do Webb também encontraram uma assinatura clara de gelo de água cristalino no sistema de Cariclo. Uma das interpretações é que microcolisões entre partículas possam expor material fresco ou favorecer processos de recristalização.
Isso não significa, porém, que essas colisões já expliquem as mudanças de opacidade agora identificadas. A origem específica das alterações permanece em investigação.
Novas ocultações serão importantes para verificar se a tendência continua, se os anéis voltam às condições anteriores ou se novas transformações aparecem.
Mais de uma década depois de Cariclo mostrar que pequenos corpos também podem possuir anéis, o mesmo objeto apresenta agora uma nova surpresa: seu sistema não apenas existe, mas pode estar mudando em escalas de tempo que os astrônomos conseguem acompanhar.
Sobre a Imagem: Vista artística do centauro Cariclo e seu sistema de anéis. O ponto brilhante no canto superior direito representa o Sol visto da distância de Cariclo. Créditos da Iamgem: L. Maquet, Observatório de Paris.
Link do Estudo: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeh4794