Urano tem dois anéis vizinhos de origens diferentes.

Os ténues anéis exteriores de Urano contam duas histórias diferentes: o anel mais afastado é feito de grãos de gelo de água libertados por uma lua com cerca de 12 km de diâmetro, enquanto o anel imediatamente ao lado resulta de detritos mais rochosos.

Essa divisão deixa Urano com dois anéis vizinhos cujas origens são nitidamente distintas - reforçando indícios de que o ambiente em torno do planeta está em mudança activa.

Composição oculta dos anéis de Urano (μ e ν)

Bem para lá dos anéis principais, muito mais brilhantes, os discretos anéis μ e ν mantêm um contraste claro no tipo de material que orbita Urano.

Imke de Pater, da Universidade da Califórnia, Berkeley (UC Berkeley), associou o anel exterior, rico em gelo - conhecido como anel μ - ao gelo de água, e o anel interior, mais poeirento - o anel ν - a material rochoso mais escuro.

Esta conclusão esclarece por que motivo, há muito, o anel mais distante parece azulado, ao passo que o mais próximo tinha um aspeto avermelhado, apesar de ambos orbitarem o mesmo planeta.

Ao mesmo tempo, levanta uma questão mais profunda: as fontes que alimentam dois anéis tão próximos não parecem ter a mesma composição.

A cor como pista para a composição

A luz azul foi o primeiro sinal de que o anel μ era invulgar, já que partículas muito finas dispersam com maior eficácia os comprimentos de onda curtos.

Num relatório anterior, o Keck já tinha mostrado que o anel mais afastado era azul, enquanto o anel ν, mais próximo, se apresentava vermelho.

Em geral, uma luz mais avermelhada aponta para poeira comum; já um tom azulado sugere grãos tão pequenos que se comportam de forma diferente.

Quando o Webb completou as peças em falta no infravermelho, aqueles indícios de cor deixaram de parecer superficiais e passaram a apontar directamente para a composição.

Uma pequena lua alimenta um anel rico em gelo

O anel μ encontra-se na região orbital de Mab, uma lua com apenas cerca de 12 km de diâmetro - um pormenor de localização importante.

É provável que impactos de micrometeoritos, pequenas colisões de poeira espacial, libertem fragmentos recentes de Mab e semeiem o anel com gelo.

Como os grãos do anel μ são mais sensíveis à radiação e a outras forças, tendem a espalhar-se para fora em vez de regressarem e caírem de volta na lua.

Este encadeamento de processos também reforça a hipótese de que a própria Mab seja rica em gelo de água, e não apenas uma rocha escura.

Indícios de corpos‑fonte ainda não observados

O anel ν revelou uma história mais complexa: o seu espectro afastou-se do gelo e apontou para uma origem mais “suja”.

Os modelos com melhor ajuste corresponderam a grãos rochosos misturados com cerca de 10%–15% de material orgânico rico em carbono, formado pela radiação no frio do espaço.

Esse composto rochoso deverá vir de corpos não observados que orbitam no interior do anel, onde impactos e colisões continuam a triturar material e a libertar poeira.

Ninguém identificou esses objectos‑progenitores, o que sugere que o anel pode estar a ser reabastecido continuamente, em vez de ser uma estrutura fixa.

Décadas de descobertas convergem

Urano passou a integrar o grupo de planetas com anéis conhecidos em 1977, depois de astrónomos terem observado, num artigo científico, uma estrela de fundo “piscar” várias vezes ao passar por trás do planeta.

Décadas mais tarde, o Hubble revelou o ténue par exterior, e o artigo da descoberta ligou Mab ao anel mais afastado.

O Keck acrescentou a pista de que os dois anéis não eram semelhantes, porque um parecia azul e o outro vermelho.

Por fim, o Webb trouxe a cobertura ampla no infravermelho que uniu essas observações dispersas numa explicação física coerente.

Sinais de mudança em curso

O anel μ também parece pouco estável - não um simples cinturão de poeira a circular intacto durante eras.

Medições do Hubble, incluídas na nova análise, indicam que o brilho no visível terá caído cerca de 50% entre 2003 e 2006.

Essa descida sugere que os grãos mais pequenos do anel sobrevivem apenas alguns anos antes de a luz solar, os impactos ou forças eléctricas os removerem.

“Vemos indícios de que o brilho do anel μ muda ao longo do tempo, e o que poderá estar a causar essas mudanças continua a ser um mistério”, afirmou Matt Hedman, professor na Universidade de Idaho.

Cores semelhantes, origens diferentes

No Sistema Solar, apenas um outro grande anel partilha esse aspeto azul - e orbita Saturno.

O anel E de Saturno é reabastecido por Encélado, uma lua que liberta partículas geladas e gás para o espaço através de jactos activos.

Mab parece demasiado pequena para sustentar esse tipo de actividade, o que torna o mecanismo de impactos simples uma explicação mais plausível.

A comparação é relevante porque mostra que cores semelhantes em anéis podem resultar de causas muito diferentes.

A estrutura do anel denuncia a origem

Os dois anéis exteriores também exibem um perfil aproximadamente triangular, mas as suas caudas ténues apontam em direcções distintas.

O anel μ prolonga-se para dentro e para fora a partir de um centro mais brilhante, enquanto o anel ν tende sobretudo a deixar material para fora.

Essa assimetria encaixa nas origens propostas: a poeira de Mab pode espalhar-se em ambos os sentidos, ao passo que o anel vermelho aparenta ser alimentado localmente.

Os anéis são tão finos e tão pouco luminosos que até o Webb só conseguiu estabelecer limites superiores para características subtis, como uma ligeira excentricidade.

A necessidade de uma missão futura

Várias questões permanecem em aberto, começando por saber por que razão Mab manteve uma composição gelada, enquanto muitas luas interiores próximas parecem mais rochosas.

Outro enigma é a ausência dos corpos‑fonte do anel ν, que têm de existir se continua a surgir poeira rochosa recente.

“Suspeito que vamos precisar de imagens de perto de uma futura missão de uma sonda espacial a Urano para conseguir responder a essa questão”, disse Mark Showalter, cientista sénior de investigação no SETI Institute.

Essa necessidade está alinhada com o relatório das Academias Nacionais, que apontou um Orbitador e Sonda para Urano como a principal missão emblemática.

Este novo quadro faz com que a periferia de Urano pareça menos decorativa e mais dinâmica, com luas, poeira e impactos em interacção constante.

Uma futura nave espacial poderia medir a renovação dos detritos, procurar os corpos‑fonte e explicar por que razão um dos anéis é rico em gelo.

Crédito da imagem: Universidade da Califórnia, Berkeley