Saturno visto pela sonda Cassini - Imagem da NASA.
O Dr. Ryuki HYODO, Chief Scientific Officer (CSO) da SpaceData Inc. e afiliado ao Instituto de Física do Globo de Paris (IPGP) e à Science Tokyo (Universidade de Tóquio), em colaboração com o Dr. Gustavo MADEIRA do IPGP e da Universidade Paris Cité, bem como o Dr. Hidenori GENDA da Science Tokyo, demonstrou que a formação dos anéis de Saturno pode ser muito anterior ao que se pensava.
Sua aparência jovem, brilhante e rica em gelo de água seria apenas uma ilusão. Este estudo, publicado na revista internacional Nature Geoscience, questiona as hipóteses tradicionais graças a modelos teóricos e simulações numéricas.
Pela primeira vez, a equipe provou que os anéis de Saturno são altamente resistentes à contaminação por micrometeoritos exógenos. Este mecanismo de "limpeza" termodinâmica explicaria sua aparência "jovem", ao mesmo tempo em que indica que eles poderiam, na verdade, datar da formação do Sistema Solar, há cerca de 4,5 bilhões de anos. Essas descobertas desafiam a ideia dominante de que os anéis de Saturno seriam relativamente recentes, com apenas 400 milhões de anos.
Este mecanismo, ilustrado abaixo, descreve como os micrometeoritos interagem com os anéis de Saturno. Quando um micrometeorito atinge as partículas dos anéis a uma velocidade de 20 km/s, o impacto extremamente violento causa a vaporização completa do micrometeorito, formando um plasma quente que atinge uma temperatura de cerca de 10.000 graus Celsius.
Este material ionizado é então rapidamente expulso sob o efeito do campo magnético de Saturno, seja sendo atraído para o próprio planeta, seja sendo expulso para fora dos anéis. Este processo contribui para manter a pureza e o brilho dos anéis, impedindo o acúmulo de materiais estranhos.
(1) Representação esquemática do mecanismo de proteção dos anéis de Saturno. Micrometeoritos atingem regularmente, e a uma velocidade de 20 km/s, os anéis de Saturno e os escurecem.
(2) Durante o impacto, o material é transformado em plasma e é aquecido a temperaturas superiores a 10.000 graus!
(3) Uma nuvem de plasma ionizado se forma e se expande rapidamente.
(4) Os átomos ionizados são acoplados ao campo magnético de Saturno e são ejetados ou transportados para o planeta.
O bombardeio por micrometeoritos é composto por minúsculas partículas de poeira, principalmente de carbono e silicatos, que vêm de fora do sistema saturniano, especialmente do cinturão de Kuiper. Acreditava-se que essas partículas se acumulavam gradualmente em objetos celestes, incluindo os anéis de Saturno, causando seu escurecimento e um aumento nos componentes não gelados.
No entanto, as observações da sonda Cassini (NASA-ESA) revelaram que os anéis de Saturno são compostos por mais de 99% de gelo de água. Esta composição levou a estudos nas décadas de 2010-2020, estimando sua idade em um máximo de 400 milhões de anos, medindo simplesmente o tempo necessário para que essa "poeira" se acumulasse. Os trabalhos recentes questionam esse método.
O estudo revela mecanismos que impedem o acúmulo de micrometeoritos nos anéis de Saturno. Esses mecanismos implicam que os anéis poderiam ser tão antigos quanto o próprio Sistema Solar. Esses resultados destacam que julgar a idade dos anéis com base em sua aparência pode ser enganoso, alterando assim significativamente nossa compreensão de sua origem e evolução.
Este estudo estabelece uma nova base para repensar a evolução dos anéis de Saturno e os processos de formação de sistemas de anéis em torno de outros planetas. Compreender quando e como essas estruturas gigantescas se formaram pode enriquecer nossa compreensão da história do Sistema Solar, ao mesmo tempo em que fornece pistas sobre a evolução da Terra em um planeta habitável.