Os anéis de um asteroide gigante estão mudando de verdade

Observações do telescópio James Webb mostram que os dois anéis do centauro Chariklo mudaram de forma significativa em poucos anos. Um deles ficou mais denso, o outro quase desapareceu das medições.

Chariklo é um centauro, corpo gelado que orbita entre Júpiter e Netuno e se comporta como um meio-termo entre asteroide e cometa. Descoberto em 1997, ele foi o primeiro pequeno corpo do Sistema Solar identificado com um sistema de anéis, em 2013.

Os anéis, batizados de C1R e C2R, orbitam a cerca de 390 e 405 quilômetros do centro do objeto. Em 18 de outubro de 2022, uma equipe internacional liderada por Pablo Santos-Sanz, do Instituto de Astrofísica de Andalucía, na Espanha, usou a câmera NIRCam do James Webb para observar Chariklo passando na frente de uma estrela distante, técnica chamada ocultação estelar. O resultado foi publicado na revista Science Advances.

Vale destacar que esta pesquisa contou com participação de três pesquisadores brasileiros:

• Altair R. Gomes-Júnior, ligado ao Instituto de Física da Universidade Federal de Uberlândia, ao Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LineA), no Rio de Janeiro, e ao Grupo de Dinâmica Orbital e Planetologia da Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Guaratinguetá/SP.
• Bruno E. Morgado, ligado ao Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA), ao Observatório do Valongo da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e ao Observatório Nacional (ON), no Rio de Janeiro.
• Felipe Braga- Ribas, ligado ao Observatório de Paris, do Laboratoire d’Instrumentation et de Recherche en Astrophysique, na França, e da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR).

O que o James Webb detectou nos anéis

A ocultação revelou dois comportamentos opostos entre os anéis. C1R, o anel interno e mais denso, ficou visivelmente mais opaco. Antes do James Webb, medições davam uma opacidade média de 0,303. Os novos dados do telescópio indicam 0,431, aumento estatisticamente significativo segundo os autores.

A quantidade de material detectada em C1R cresceu cerca de 50% em relação a 2017. Já o anel externo, C2R, quase sumiu das medições. Ele foi detectado de forma fraca em um dos dois filtros usados pelo telescópio e não apareceu no outro. A queda no material desse anel chegou a 60% em relação às medições de 2017.

Por que os anéis mudaram tanto

Os pesquisadores testaram três explicações possíveis. A primeira é que o telescópio simplesmente tenha observado uma parte irregular dos anéis, mais densa ou mais rala que o normal. Porém, simulações estatísticas descartaram essa hipótese, uma vez que a chance de isso explicar sozinho o resultado ficou entre 0,1% e 0,004%, dependendo do filtro analisado.

A segunda hipótese é uma mudança real na quantidade de material dos anéis.

A terceira envolve o tamanho e a composição dos grãos de poeira e gelo, que podem refletir luz de forma diferente conforme o comprimento de onda observado. O estudo não encontrou uma combinação única de material e tamanho de grão capaz de explicar todos os dados ao mesmo tempo, o que reforça a ideia de que o anel interno realmente ganhou massa e o externo perdeu.

O papel de uma possível lua pastora

Uma hipótese levantada pelos autores é a existência de um pequeno satélite não detectado, orbitando junto com os anéis. Esse tipo de corpo funciona como uma espécie de zelador orbital. Ou seja, sua gravidade mantém as bordas do anel interno bem definidas e, ao mesmo tempo, pode fornecer material novo ao sistema, repondo o que se perde com o tempo.

Os cálculos do estudo indicam que qualquer material solto no anel externo se espalha ao longo da órbita em cerca de quatro meses, o que ajuda a explicar como o anel consegue manter formato regular mesmo perdendo massa.

O que vem depois

Os autores recomendam uma nova ocultação observada em luz visível para confirmar se a queda em C2R é um processo gradual de esvaziamento ou uma mudança repentina ocorrida entre 2017 e 2022. Casos parecidos de variação em anéis já foram registrados em Saturno, Netuno e Urano, e também no centauro Chiron, sugerindo que anéis em corpos pequenos podem ser estruturas temporárias e mais dinâmicas do que se pensava.