Pela primeira vez, os astrónomos mapearam a estrutura vertical da atmosfera superior de Urano, revelando como a temperatura e as partículas eletricamente carregadas variam com a altitude em todo o planeta. Uma equipe de pesquisa internacional usou o Telescópio Espacial James Webb e seu instrumento NIRSpec para observar Urano durante quase uma rotação completa. Ao capturar a fraca emissão molecular acima do topo das nuvens, os cientistas obtiveram uma nova visão sobre como os planetas gigantes gelados se movem e conduzem energia nas suas camadas superiores.
O projeto foi liderado por Paula Tiranti, da Northumbria University, no Reino Unido. A equipe mediu temperaturas e concentrações de íons até 5.000 km acima das nuvens visíveis em uma região conhecida como ionosfera, onde a atmosfera é ionizada e fortemente influenciada pelo campo magnético do planeta.
Estas observações fornecem a imagem mais clara de onde as auroras de Urano tomam forma e como o seu campo magnético invulgarmente inclinado as afecta. Os dados também mostram que a atmosfera superior do planeta tem esfriado nos últimos trinta anos. A temperatura atinge um máximo entre 3.000 e 4.000 km acima da nuvem, enquanto a densidade de íons está próxima de 1.000 km. Os resultados também revelam diferenças claras com a longitude, ligadas à complexa estrutura do campo magnético.
“Esta é a primeira vez que conseguimos ver a atmosfera superior de Urano em três dimensões”, disse Paula. “Com a sensibilidade da teia, podemos ver como a energia se move para cima através da atmosfera do planeta e até mesmo os efeitos do seu campo magnético unidirecional.”
Evidências de que Urano ainda é legal
As novas medições confirmam que a atmosfera superior de Urano continua a arrefecer, um padrão identificado pela primeira vez no início da década de 1990. Os pesquisadores calcularam uma temperatura média de cerca de 426 Kelvin (cerca de 150 graus Celsius), inferior às leituras obtidas anteriormente em observatórios terrestres ou em missões espaciais anteriores.
Auroras e uma magnetosfera de formato estranho
Webb detectou duas bandas aurorais brilhantes perto dos pólos magnéticos do planeta. Dentro destas bandas, a equipa encontrou uma área com menos emissões e menos iões (uma característica provavelmente associada a mudanças nas linhas do campo magnético). Regiões escuras semelhantes foram observadas em Júpiter, onde a forma do campo magnético dita o movimento das partículas carregadas através da atmosfera superior.
“A magnetosfera de Urano é uma das mais estranhas do Sistema Solar”, acrescentou Paula. “Está inclinado e desviado do eixo de rotação do planeta, o que significa que as suas auroras se espalham pela superfície de formas complexas. Webb mostrou-nos agora a que profundidade esses efeitos atingem a atmosfera. Ao revelar a estrutura vertical de Urano com tantos detalhes, Webb está a ajudar-nos a compreender o equilíbrio de energia em direção ao gigante gelado. É um importante passo em frente no sistema.”
Descrição do estudo e missão da web
Os resultados são baseados em dados do JWST General Observer Program 5073 (PI: H. Mellin da Northumbria University, Reino Unido). Em 19 de janeiro de 2025, os pesquisadores usaram a Unidade de Campo Integral do NIRSpec para observar Urano continuamente por 15 horas. Os resultados foram publicados na revista Cartas de Pesquisa Geofísica.
Webb é o telescópio espacial mais poderoso já lançado. No âmbito de uma colaboração internacional, a Agência Espacial Europeia prestou serviços de lançamento utilizando o foguetão Ariane 5. A ESA também supervisiona as modificações necessárias à missão e assegura os serviços de lançamento através da Arianespace. Além disso, a ESA forneceu o instrumento NIRSpec e contribuiu com 50 por cento do instrumento de infravermelho médio MIRI, que foi desenvolvido por um consórcio de institutos europeus financiados a nível nacional (The MIRI European Consortium) em parceria com o JPL e a Universidade do Arizona.
O Telescópio Espacial James Webb é uma missão conjunta da NASA, ESA e da Agência Espacial Canadense (CSA).
