Os astrônomos encontraram três novas luas orbitando os gigantes gelados do nosso Sistema Solar. Um está orbitando Urano e dois estão orbitando Netuno. Foi preciso muito trabalho para encontrá-los, incluindo dezenas de exposições temporais feitas por alguns dos nossos telescópios mais poderosos ao longo de vários anos. Todos os três são objetos capturados e provavelmente há mais luas em torno de ambos os planetas esperando para serem descobertas.
Esta é a primeira lua nova encontrada em torno de Urano em 20 anos e eleva o total do planeta para 28. Uma das novas luas ao redor de Netuno é a menor já detectada com um telescópio terrestre, e o par de novas descobertas eleva o total de Netuno para 16. .
A lua nova de Urano tem o título provisório S/2023 U1 e foi observada pela primeira vez em 4 de novembro de 2023, por Scott Sheppard da Carnegie Science. Tal como os outros satélites exteriores do planeta, acabará por receber o nome de uma peça de Shakespeare. Outros nomes de lua incluem Oberon, Titania e Ariel. S/2023 U1 tem apenas 8 km de diâmetro, minúsculo em comparação com a maior lua do gigante gelado, Titânia, que tem quase 800 km. A pequena lua leva 680 dias para orbitar Urano.
O par de novas luas de Netuno também é minúsculo. O mais brilhante tem o nome provisório S/2002 N5, tem cerca de 23 km de diâmetro e leva quase nove anos para orbitar Netuno. O mais fraco tem o nome provisório S/2021 N1, tem cerca de 14 km de diâmetro e leva quase 27 anos para orbitar o planeta. Ambos receberão nomes da mitologia grega.
Todas as luas fáceis de observar foram encontradas há muito tempo. Essas pequenas luas exigiam muito mais trabalho. Embora Scott Sheppard tenha desempenhado um papel de liderança, ele teve muita ajuda.
“As três luas recentemente descobertas são as mais ténues já encontradas em torno destes dois planetas gigantes gelados usando telescópios terrestres”, explicou Sheppard. “Foi necessário um processamento especial de imagem para revelar objetos tão tênues.”
Sheppard usou os telescópios Magalhães do Observatório Las Campanas da Carnegie Science, no Chile, para detectar pela primeira vez a lua nova de Urano em novembro de 2023. Um mês depois, ele realizou observações de acompanhamento com Magalhães. Sheppard trabalhou com essas observações e ao lado de Marina Brozovic e Bob Jacobson do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA para determinar a órbita da lua. Ele também encontrou a lua em imagens mais antigas de 2021 do Telescópio Subaru e dos telescópios Magalhães.
Sheppard também descobriu as novas luas mais brilhantes de Netuno com o telescópio Magalhães. Ele colaborou com David Tholen da Universidade do Havaí, Chad Trujillo da Northern Arizona University e Patryk Sofia Lykawa da Kindai University para encontrar a outra lua nova de Netuno. Era extremamente fraco, mas ainda detectável com o Telescópio Subaru. Ambas as novas luas de Netuno foram observadas pela primeira vez em setembro de 2021. Em outubro de 2021, outubro de 2022 e novembro de 2023, observações de acompanhamento com os telescópios Magalhães confirmaram a lua mais brilhante de Netuno.
Confirmar a lua mais fraca com observações de acompanhamento foi mais desafiador. Para fazer isso, as grandes armas do mundo dos telescópios foram acionadas. O Very Large Telescope do ESO e o telescópio de 8 metros do Observatório Gemini foram utilizados em condições de observação imaculadas para confirmar a pequena e ténue lua. Mesmo assim, os astrónomos usaram as observações de 2021 para saber para onde apontar os poderosos telescópios e localizar a lua.
A lua nova mais brilhante de Netuno foi vista pela primeira vez há algumas décadas, mas nunca foi reconhecida como uma lua.
“Depois que a órbita do S/2002 N5 em torno de Netuno foi determinada usando as observações de 2021, 2022 e 2023, ela foi rastreada até um objeto que foi avistado perto de Netuno em 2003, mas perdido antes que pudesse ser confirmado como orbitando o planeta”, explicou Sheppard. .
Foram necessárias dezenas de exposições de cinco minutos durante períodos de três ou quatro horas em várias noites para reunir dados suficientes para ver as luas. Nessas longas exposições, a posição do planeta e das luas muda. As exposições foram combinadas para criar uma imagem profunda. Este foi um uso exigente do tempo do par de grandes telescópios. Mas o resultado foram as imagens mais profundas dos sistemas de Urano e Netuno.
“Como as luas se movem em apenas alguns minutos em relação às estrelas e galáxias de fundo, exposições longas e únicas não são ideais para capturar imagens profundas de objetos em movimento”, disse Sheppard. “Ao unir essas múltiplas exposições, estrelas e galáxias aparecem com rastros atrás delas, e objetos em movimento semelhantes ao planeta hospedeiro serão vistos como fontes pontuais, destacando as luas por trás do ruído de fundo nas imagens.”
As três novas luas são provavelmente objetos capturados. Suas órbitas são excêntricas e inclinadas e estão bastante distantes de seus planetas. Mas independentemente da origem das suas luas, todos os quatro planetas gigantes do Sistema Solar têm arranjos e configurações lunares semelhantes.
“Mesmo Urano, que está inclinado de lado, tem uma população lunar semelhante à de outros planetas gigantes que orbitam o nosso Sol”, explicou Sheppard. “E Netuno, que provavelmente capturou o distante objeto do Cinturão de Kuiper, Tritão – um corpo rico em gelo maior que Plutão – um evento que poderia ter perturbado seu sistema lunar, tem luas externas que parecem semelhantes às de seus vizinhos.”
O que estas luas podem nos dizer sobre a história do Sistema Solar? Eles são mais uma evidência dos dias caóticos e formativos do Sistema Solar.
Especificamente, estas luas mostram-nos que os agrupamentos de luas em torno dos gigantes gelados são semelhantes aos agrupamentos em torno dos outros gigantes, Júpiter e Saturno. Os gigantes gasosos têm agrupamentos orbitais dinâmicos de luas exteriores, e agora sabemos que Urano e Netuno também têm.
O agrupamento das luas é evidência de luas-mãe muito maiores despedaçadas por colisões com outros objetos, provavelmente cometas ou asteróides. As colisões deixaram os fragmentos quebrados em órbitas semelhantes às das luas-mãe. É quase certo que existem outros fragmentos de luas menores destas colisões, mas a nossa tecnologia atual não consegue encontrá-los.
Se houver outras luas ao redor dos gigantes gelados, elas provavelmente terão menos de 8 km de diâmetro ao redor de Urano e menos de 14 km ao redor de Netuno.
