Tudo o que os astrônomos vislumbraram durante uma breve observação de Vênus em 2010 não deveria estar lá.
Durante uma observação casual de 36 minutos numa noite excepcionalmente clara, um instrumento experimental registou algo na atmosfera do planeta que nunca tinha sido visto antes.
Anéis vastos e concêntricos circundavam grande parte do lado diurno do planeta, completamente invisíveis, exceto quando vistos sob luz polarizada – como se Vênus estivesse tocando como um sino.
Os pesquisadores passaram os anos seguintes tentando provar que a observação estava errada… mas o sinal persistiu em todos os testes realizados.
Agora, publicaram as suas descobertas na esperança de que outros investigadores também procurem respostas.
“É muito frustrante ter observações potencialmente únicas que não podem ser confirmadas”, disse ao ScienceAlert o físico atmosférico Gourav Mahapatra, da Universidade de Delft, na Holanda, primeiro autor do artigo.
“Eventualmente concluímos que a abordagem científica correta não era esperar até que pudéssemos de alguma forma provar a interpretação a partir de um conjunto de dados que não pode ser repetido. Era publicar exatamente o que tínhamos, explicar as limitações de forma muito clara, demonstrar que a interpretação atmosférica é fisicamente plausível e permitir que a comunidade em geral a testasse.”
As estranhas observações foram feitas usando um instrumento experimental chamado Extreme Polarimeter (Expo), projetado pelo astrofísico experimental Michiel Rodenhuis durante seu doutorado no Instituto Astronômico de Utrecht e instalado no Telescópio William Herschel nas Ilhas Canárias.
Ao contrário de uma câmera comum, a ExPo gravou luz polarizada linearmente enquanto suprimia a luz comum não polarizada. Como a luz se torna linearmente polarizada quando se espalha através do gás e da poeira, o instrumento pode revelar características atmosféricas sutis que, de outra forma, permaneceriam ocultas.
Uma noite de 2010, enquanto esperava que o céu escurecesse o suficiente para as observações planeadas, Rodenhuis notou Vénus brilhando intensamente no crepúsculo. Após uma rápida discussão com a colega Daphne Stam do Observatório de Leiden, Rodenhuis virou o instrumento para o planeta e coletou 36 preciosos minutos de observações.
Só meses mais tarde – muito depois de o instrumento ter sido desmontado e os seus componentes usados para outros fins – é que os investigadores detectaram algo estranho nos dados de Vénus.
“Os primeiros pensamentos foram que se deviam a um efeito instrumental, especialmente porque os anéis parecem ser concêntricos em torno da área mais brilhante do planeta: podem ser devidos a um processo de digitalização no detector ou de alguma forma a manchar o sinal,” explicou Mahapatra.
Os pesquisadores fizeram uma tentativa inicial de entender o sinal. Embora não tenham conseguido explicá-lo como um artefacto instrumental, ainda sentiram que a evidência era demasiado limitada para apoiar uma interpretação física fiável.
Quando Mahapatra chegou para fazer seu doutorado em 2017, duas coisas haviam mudado. Stam formulou uma hipótese de trabalho sobre o que eram os anéis; e a sonda japonesa de Vênus Akatsuki observou uma onda pólo a pólo na atmosfera venusiana, mostrando que o planeta era capaz de ondas atmosféricas em escala planetária.
Mahapatra decidiu testar a ideia usando simulações de computador, perguntando se variações sutis na densidade da atmosfera superior de Vênus causadas por ondas gravitacionais atmosféricas poderiam produzir o sinal misterioso.
E ele acertou.
Variações realistas de densidade de 5 a 10 por cento, descobriu a equipe, poderiam de fato produzir anéis de polarização semelhantes aos observados nas observações de 2010.
Dado que o resultado se baseia puramente numa observação que ainda não foi replicada, é demasiado cedo para afirmar que os anéis realmente existem – mas, se existirem, abrirão uma nova janela para Vénus.
“Se forem confirmados, penso que o resultado mais importante seria a evidência de que a actividade das ondas em grande escala pode produzir estruturas de densidade coerentes em enormes regiões da atmosfera superior de Vénus,” disse Mahapatra.
“Isso é emocionante porque estas ondas transportam energia por todo o planeta. Tais processos podem, em última análise, ser importantes para a compreensão de um dos mistérios de longa data de Vénus: a superrotação atmosférica, onde as nuvens circulam à volta do planeta muito mais rapidamente do que o planeta sólido gira!”
As ondas atmosféricas não são nada incomuns. Tal como as ondulações que se espalham por um lago, as perturbações podem viajar através da atmosfera de um planeta, comprimindo e expandindo o gás à medida que avançam.
Na Terra, às vezes você pode ver o efeito das ondas gravitacionais nas nuvens.
Em Vénus, podem estender-se por milhares de quilómetros, transportando energia e impulso entre diferentes camadas da atmosfera.
Os cientistas suspeitam que eles desempenham um papel importante na manutenção da bizarra superrotação do planeta, na qual ventos com a força de um furacão giram em torno de todo o planeta em apenas quatro dias terrestres, embora o próprio Vênus leve 243 dias terrestres para completar uma única rotação.
Os anéis descritos por Mahapatra e seus colegas não são as ondas em si, mas a assinatura de polarização deixada por pequenas mudanças na densidade à medida que as ondas ondulam através da espessa atmosfera de Vênus.
“Consideramos as nossas observações não como evidência de um tipo completamente desconhecido de física atmosférica, mas potencialmente como uma nova forma de observar a dinâmica atmosférica para a qual já temos provas tentadoras a partir de medições de naves espaciais”, disse Mahapatra.
“De facto, embora Vénus tenha uma atmosfera muito diferente da da Terra – muito mais espessa, mais quente, com uma composição diferente e nuvens de ácido sulfúrico – uma melhor compreensão de Vénus também ajuda a compreender melhor a Terra, porque os processos físicos subjacentes são os mesmos.
“Vénus ajuda a testar e melhorar o nosso conhecimento fundamental sobre as atmosferas, incluindo a da Terra.”
Exatamente o que desencadeia as ondas permanece incerto. Com base na modelação da equipa, parecem surgir algum tempo depois do meio-dia local, sugerindo que podem estar ligados à forma como a atmosfera de Vénus responde ao aquecimento solar à medida que a energia é transportada através das suas densas camadas de nuvens.
Isso, no entanto, pode precisar ser o trabalho de uma análise futura. Por enquanto, o foco continua em descobrir se o sinal era real.
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A Expo pode já ter desaparecido há muito tempo, mas mostrou que tal observação é possível com a tecnologia atual. O próximo passo é simplesmente apontar uma nova geração de polarímetros para Vênus.
“Com um telescópio na Terra, esses anéis podem, em princípio, ser observados: desde 2010, novos polarímetros foram implantados em telescópios, também instrumentos que talvez não conheçamos porque são experimentais, como o ExPo foi”, disse Mahapatra.
“Esperamos que o nosso artigo inspire outros a observar Vénus e a procurar e capturar estes anéis em novas observações!”
A pesquisa pode ser lida em O Jornal de Ciência Planetária.
Este artigo foi verificado e editado por Clare Watson. Embora nos orgulhemos de nosso processo, somos apenas humanos. Se você encontrar um erro, por favor nos avise.
