Descobertas variações inesperadas nas manchas brilhantes de Ceres

Impressão artística das manchas brilhantes de Ceres fotografadas pela sonda Dawn.
Crédito: ESO/L.Calçada/NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Steve Albers/N. Risinger (skysurvey.org)

Observações obtidas com o espectrógrafo HARPS no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, revelaram variações inesperadas nas manchas brilhantes do planeta anão Ceres.

Embora Ceres pareça pouco mais que um ponto de luz quando visto a partir da Terra, estudos detalhados da sua radiação mostram não apenas as variações esperadas nas manchas devido à rotação de Ceres, mas também que estas estruturas se tornam mais luminosas durante o dia, entre outras variações.

Estas observações sugerem que o material destas manchas é volátil e se evapora com o calor da luz solar.

As manchas brilhantes de Ceres fotografadas pela sonda Dawn.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Ceres é o maior corpo da cintura de asteróides situada entre Marte e Júpiter e o único objeto deste tipo classificado como planeta anão. A sonda Dawn da NASA está em órbita de Ceres há mais de um ano e mapeou a sua superfície com grande detalhe. Uma das maiores surpresas foi a descoberta de manchas muito brilhantes, que refletem muito mais radiação do que o seu meio envolvente muito mais escuro. A mais proeminente destas manchas situa-se no interior da cratera Occator e sugere que Ceres pode ser um mundo muito mais ativo do que a maioria dos seus vizinhos asteróides.

Novas observações muito precisas obtidas com o espectrógrafo HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, em La Silla, no Chile, detectaram não apenas o movimento destas manchas devido à rotação de Ceres em torno do seu eixo, mas também descobriram variações adicionais inesperadas que sugerem que o material das manchas é volátil e se evapora com a luz do Sol.

O autor principal deste novo estudo, Paolo Molaro do INAF – Observatório Astronómico de Trieste, explica: “Assim que a sonda Dawn revelou a presença de misteriosas manchas brilhantes na superfície de Ceres, pensei imediatamente nos possíveis efeitos que podiam ser medidos a partir da Terra. À medida que Ceres roda, as manchas aproximam-se da Terra e depois afastam-se outra vez, o que afecta o espectro da radiação solar refletida que chega à Terra.”

Ceres faz uma rotação em torno de si mesmo a cada 9 horas e os cálculos mostram que o efeito devido ao movimento das manchas, quando estas se aproximam e afastam da Terra, causado por esta rotação é muito baixo, da ordem dos 20 km por hora. No entanto, este movimento é suficientemente elevado para poder ser medido por efeito Doppler com instrumentos de alta precisão como o HARPS.

A equipa observou Ceres com o HARPS durante pouco mais de duas noites em julho e agosto de 2015. “O resultado foi surpreendente,” acrescenta Antonino Lanza, do INAF – Observatório Astrofísico de Catania e co-autor do estudo. “Encontrámos efetivamente as variações no espectro que esperávamos devido à rotação de Ceres, mas mais do que isso, encontrámos também outras variações consideráveis de noite para noite.”

A equipa concluiu que as variações observadas podem ser devidas à presença de substâncias voláteis que se evaporam sob a acção da radiação solar. Foi sugerido que o material altamente reflexivo nas manchas de Ceres pode ser gelo de água exposto recentemente ou sulfatos de magnésio hidratado.

Quando as manchas no interior da cratera Occator estão no lado iluminado pelo Sol, formam plumas que refletem a radiação solar de modo muito eficaz. Estas plumas evaporam-se depois rapidamente, perdem refletividade e produzem as variações observadas. Este efeito, no entanto, varia de noite para noite, dando origem a padrões aleatórios adicionais, tanto para escalas de tempo curtas como para escalas de tempo mais longas.

Se esta interpretação se confirmar, Ceres parece ser muito diferente de Vesta e de outros asteróides principais da cintura de asteróides.
Apesar de estar relativamente isolado, o objeto parece ser internamente ativo. Muitos dos corpos internamente ativos do Sistema Solar, tais como os grandes satélites de Júpiter ou Saturno, estão sujeitos a fortes efeitos de maré devido à sua proximidade aos planetas massivos.
Sabe-se que Ceres é rico em água, mas não é claro se este facto está relacionado com as manchas brilhantes. A fonte de energia que origina esta perda contínua de material da superfície também é desconhecida.

A sonda Dawn continua a estudar Ceres e o comportamento das suas misteriosas manchas. Observações feitas a partir do solo com o HARPS e outros instrumentos poderão continuar mesmo após o final da missão espacial.

Este é um artigo do ESO, que pode ser lido aqui.