Por Sabine Stanley, Ph.D., Universidade Johns Hopkins

Descoberta das luas de Urano

William Herschel, a pessoa que descobriu Urano, também foi o primeiro a descobrir luas orbitando o planeta. Seis anos depois de descobrir Urano, em uma única noite, ele encontrou as duas maiores luas de Urano: Titânia e Oberon. Ambas têm menos da metade do diâmetro da Lua da Terra.

Levou mais 60 anos para os astrônomos encontrarem as próximas duas maiores luas, Ariel e Umbriel, que têm apenas o diâmetro da Lua da Terra. Então, demorou quase 100 anos mais para encontrar o próximo, Miranda, que tem apenas um sétimo do diâmetro da Lua da Terra. Isso foi em 1948, e o descobridor foi Gerard Kuiper, da fama de ‘Kuiper Belt’.

Essas cinco luas são as únicas luas de Urano grandes o suficiente para serem esféricas. O número é semelhante ao que existe em Júpiter, que tem quatro, e Saturno, que tem sete. Mas Urano tem mais do que essas 5 luas. Tem pelo menos 27. Os outros são todos menores e não esféricos.

A missão Voyager 2 encontrou 10 luas durante seu sobrevôo de 1986, enquanto telescópios baseados na Terra após o sobrevôo do Voyager encontraram o resto. Todas as luas têm nomes de espíritos mágicos e personagens das obras de Shakespeare e Alexander Pope.

As luas regulares e irregulares de Urano

As luas de Urano podem ser classificadas como regulares ou irregulares , mas ao contrário de Júpiter ou Saturno, a maioria das luas conhecidas por Urano são regulares até agora. As 18 luas regulares estão em órbitas muito circulares e estão se movendo na mesma direção em que Urano está girando.

Isso sugere que elas se formaram a partir de um disco de acreção ao redor de Urano. Mas como Urano está girando de lado, isso significa que essas luas regulares normalmente têm ciclos sazonais extremos, assim como Urano.

Um hemisfério das luas experimenta constantemente o dia, enquanto o outro experimenta a noite, no respectivos verões e invernos. Como a Voyager 2 voou por Urano durante o verão do sul, isso significa que só conseguimos ver o close-up da metade de cada lua.

As nove luas irregulares são mais elípticas, inclinadas ou retrógradas órbitas, sugerindo que se formaram em outro lugar, mas foram capturadas pelo campo gravitacional de Urano.

Saiba mais sobre o sistema Terra-Lua.

A Composição e Estrutura das Luas de Urano

Todas as luas de Urano são uma mistura de gelo e rocha e tendem a ter uma cor cinza neutra. As cinco grandes luas redondas são bastante semelhantes em termos de composição, sendo metade rocha e metade gelo. Todos eles têm crateras de impacto e características tectônicas como cânions e penhascos.

Eles também tendem a ser mais escuros do que as luas de Saturno, com compostos orgânicos escuros misturados com as superfícies geladas. Superfícies mais escuras podem sugerir que são mais antigas que as luas de Saturno, já que serem mais velhas lhes daria mais tempo para poluir suas superfícies.

A maior lua, Titânia, tem um cânion chamado Messina Chasma, que é cerca de três vezes mais longo do que o Grand Canyon da Terra. Em Oberon, a montanha mais alta é semelhante em altura a Mauna Kea na Terra.

Em Umbriel, há uma cratera chamada cratera Wunda que possui um estranho anel brilhante de material. Pode ser gelo de dióxido de carbono. O anel tem cerca de cinco quilômetros de largura. Não se sabe por que está lá ou como poderia ter se formado. Em Ariel, existem planícies lisas que provavelmente se formaram a partir do criovulcanismo, onde uma solução de água e amônia irrompeu na superfície há menos de 100 milhões de anos.

Esta é uma transcrição da série de vídeos A Field Guide to the Planets. Assista agora, no The Great Courses Plus.

Miranda: A menor lua de Urano

A menor e mais interna do círculo de Urano luas, Miranda, é diferente das outras. Sua superfície de patchwork parece ter sido costurada de diferentes partes. A topografia em Miranda é altamente variada.

Por exemplo, Miranda hospeda o maior penhasco do sistema solar, chamado Verona Rupes, que se estende 20 quilômetros de altura. Se uma pedra cair do penhasco, porque a aceleração gravitacional de Miranda é mais de 100 vezes menor do que a da Terra, levaria quase 12 minutos para a rocha chegar ao fundo.

Além de penhascos altos, Miranda também apresenta características ovais estriadas e em forma de chevron chamadas coronae. Existem três deles no hemisfério que pudemos imaginar. São essas coronas que dão a Miranda sua aparência de patchwork.

Talvez há muito tempo, Miranda foi quebrada por um impacto catastrófico, mas então as peças se juntaram gravitacionalmente, mas em uma ordem confusa. A corona com sulcos teria se formado conforme as partes mais pesadas e rochosas da lua descessem para o interior e as partes mais flutuantes e ricas em gelo subissem à superfície.

No entanto, é improvável que um impacto tão poderoso teria deixado as peças perto o suficiente para se reagrupar. Portanto, é mais provável que essas coronas sejam na verdade o resultado de forças de maré agindo em Miranda, parecido com o que Júpiter está fazendo em Io.

As forças de maré de Urano teriam flexionado e pressionado Miranda repetidamente, causando calor suficiente para o material gelado da lua se mover facilmente. As crescentes intrusões de gelo quente chamadas diapirs teriam subido na superfície de Miranda, causando o terreno sulcado que é visto. É possível que um mecanismo semelhante seja responsável pela corona em Vênus, exceto que Vênus tem diâmetros ascendentes de rocha quente, não de gelo, que criam as características superficiais ovais em forma de coroa.

Saiba mais sobre Saturno e os anéis.

Os anéis de Urano

Além das luas, Urano também tem anéis – 13 deles. Parece muito, mas os anéis são muito finos e escuros, com algumas separações amplas. Eles são escuros como os anéis de Júpiter, mas não são empoeirados como eles.

As partículas nos anéis de Urano são realmente muito grandes, normalmente variando em tamanho de bolas de basquete a casas grandes. Saturno tem algumas partículas de anel que são grandes, mas as partículas dos anéis de Saturno são muito mais brilhantes, pois são mais ricas em gelo. Embora não se saiba por que as partículas do anel de Urano são tão escuras, pode ser porque elas são mais ricas em orgânicos do que os anéis de Saturno.

Esses anéis foram descobertos acidentalmente em 1977. Os cientistas estavam interessados em estudar a atmosfera de Urano, e eles planejaram fazer isso olhando para estrelas distantes através da atmosfera. Isso é chamado de estudo de ocultação.

Neste estilo de estudo, espera-se até que o momento esteja certo, para que, ao olhar da Terra, o planeta a ser estudado passe na frente de uma estrela fixa e distante . Conforme o planeta começa a passar na frente da estrela, a atmosfera do planeta cobre parte da luz da estrela.

Isso faz com que a estrela pareça mais fraca. Mas o mais importante é que a atmosfera absorve certas frequências de luz daquela estrela com base na composição da atmosfera.

A coisa surpreendente que aconteceu em Urano foi que mesmo antes de atingir a estrela, a estrela desapareceu e reapareceu várias vezes. Algo estava bloqueando a visão da estrela, e não era o planeta. O mesmo ato de desaparecimento aconteceu na ordem inversa quando a estrela emergiu do outro lado de Urano.

Essa simetria significava que o que estava sendo visto não eram luas individuais, mas sim anéis. Esta descoberta inicial encontrou cinco anéis, e logo mais se seguiram. Os anéis foram finalmente fotografados pela Voyager 2.

Embora não se saiba do que os anéis são feitos, eles provavelmente são uma mistura de rocha e gelo. Eles podem ter se formado a partir de colisões de luas anteriores ao redor do planeta.

Sua estreiteza sugere que ou os anéis são extremamente jovens, como 1 milhão de anos, ou eles devem ter luas pastor como visto em Saturno para alguns de seus anéis finos.

Algumas luas pastoris foram descobertas para Urano. Por exemplo, as pequenas luas Cordelia e Ophelia pastoreiam um dos anéis. Na verdade, a espessura dos anéis está inspirando pesquisas por novas luas pastoris em torno dos outros anéis.

A passagem da Voyager 2 foi a única missão enviada a Urano. E ele passou apenas alguns minutos perto do planeta, coletando dados para revelar muito do que sabemos sobre o funcionamento deste planeta lateral e seu sistema igualmente inclinado de luas e anéis.

Perguntas comuns sobre as luas e os anéis de Urano