Assistindo meteoróides entrando na atmosfera da Terra e cruzando o céu como o espetáculo visual conhecido como meteoros, é um dos espetáculos mais inspiradores da Terra, muitas vezes exibindo múltiplas cores enquanto brilham na atmosfera, o que muitas vezes revela suas composições minerais. Mas e se pudéssemos detectar e observar meteoros atravessando as atmosferas de outros planetas que possuem atmosferas, como Vênus, e usar isso para determinar melhor a composição e o tamanho dos meteoróides?
Isso é o que estudo recentemente aceito para Icaro espera abordar enquanto dois pesquisadores internacionais investigam como um futuro orbitador de Vênus poderia ser usado para estudar meteoros que atravessam a espessa atmosfera do planeta. Este estudo tem o potencial de ajudar os cientistas a compreender melhor os meteoróides em todo o sistema solar.
Aqui, Universo hoje discute este estudo com o Dr. Apostolos Christou, que é astrônomo do Observatório e Planetário Armagh, sobre a motivação por trás do estudo, resultados significativos, possíveis estudos de acompanhamento, potencialmente transformando este conceito em realidade e potencialmente observando meteoros em outros planetas em todo o sistema solar. Portanto, qual foi a motivação do estudo?
“O problema subjacente que queremos resolver é a medição do fluxo de partículas sólidas no espaço”, diz o Dr. Universo hoje. “As menores partículas (o que normalmente chamamos de ‘poeira’) podem ser contadas de forma eficiente com detectores de impacto de pequena área montados em espaçonaves, enquanto objetos maiores que um ou dois metros (asteróides) podemos encontrar no telescópio. No entanto, qualquer coisa entre algumas centenas de mícrons e um metro cai numa espécie de lacuna; eles são rarefeitos demais para contar com detectores de impacto e também pequenos demais para serem vistos com um telescópio. A melhor maneira de procurar essas partículas é vê-las queimando como meteoros na atmosfera, essencialmente tratando planetas inteiros como detectores de área.”
Para o estudo, os investigadores usaram um kit de ferramentas de simulação de pesquisa conhecido como SWARMS (Simulator for Wide Area Recording of Meteors from Space) para verificar a viabilidade de uma câmara a bordo de uma futura sonda orbital de Vénus poder observar meteoros na atmosfera de Vénus. Os parâmetros para SWARMS incluíram o uso das mesmas populações de meteoróides observadas na Terra para Vênus, juntamente com a modelagem atmosférica e o tipo de instrumento, com os pesquisadores colocando uma hipotética câmera de meteoro a bordo do próximo satélite da Agência Espacial Europeia. Orbitador EnVision.
No final, os investigadores descobriram que o número de meteoros que a sua câmara orbital poderia observar na atmosfera venusiana seria 1,5 a 2,5 vezes maior do que na Terra. A equipe observa que isto indica a viabilidade de observar meteoros na atmosfera venusiana, assumindo que os dados seriam enviados com sucesso de volta à Terra. Então, quais foram os resultados mais significativos deste estudo?
Dr. Christou conta Universo hoje, “Eu diria que os dois resultados principais são (a) que os meteoros em Vénus ocorrem bem acima das camadas de nuvens e (b) que deveriam ser consistentemente mais brilhantes do que os seus homólogos da Terra. O ponto (a) remove um obstáculo potencial na detecção dessas partículas na câmera orbital, enquanto o ponto (b) nos diz que qualquer projeto de câmera comprovado em voo na órbita da Terra deve ter um desempenho pelo menos tão bom e provavelmente melhor em Vênus.”
Em relação aos estudos de acompanhamento, o Dr. Christou diz Universo hoje, “Houve uma série de suposições feitas no estudo que queremos explorar em trabalhos posteriores. Uma das suposições é que a câmera esteja a uma altitude fixa acima da superfície. Queremos compreender melhor as implicações da observação a partir de uma órbita elíptica onde a altitude e, portanto, o alcance do alvo mudam com o tempo e a localização. Além disso, a órbita de Vênus é próxima da da Terra, e talvez seja possível detectar os meteoros mais brilhantes (chamamos isso de bolas de fogo) com telescópios a partir do solo, como fizemos com Júpiter. Um estudo futuro quantificará melhor essa possibilidade.”
Este estudo surge no momento em que a NASA planeja lançar o Orbitador VERITAS (Emissividade de Vênus, Ciência de Rádio, InSAR, Topografia e Espectroscopia) em algum momento entre 2029 e 2031, cujo objetivo é obter mapas de alta resolução da superfície de Vênus usando radar de abertura sintética e espectroscopia no infravermelho próximo para penetrar na espessa atmosfera de Vênus. As imagens obtidas fornecerão dados atualizados da sonda Magalhães da NASA na década de 1990, uma vez que estes são os dados de superfície mais recentes disponíveis sobre a atividade superficial de Vênus. Além disso, a Agência Espacial Europeia está programada para lançar o EnVision em 2032 com o objetivo de mapear a superfície de Vênus também usando radar de abertura sintética. Portanto, uma vez que este estudo envolve colocar uma hipotética câmera de meteoro a bordo do orbitador EnVision, quais são os planos em andamento para colocar tal câmera em uma futura espaçonave?
Dr. Christou conta Universo hoje, “Que eu saiba, não há planos específicos, no entanto, com o atual nível de interesse internacional na exploração de Vênus, acredito que este é o momento certo para defendê-lo. Na verdade, existe um instrumento chamado Mini-EUSO que registra meteoros da ISS com uma taxa de detecção de aproximadamente 16.000 meteoros para cada mês de observação. Em comparação, um levantamento de meteoros do tipo que exploramos no artigo requer a detecção de cerca de 200 meteoros todos os meses. Isto indica que o conceito está tecnicamente maduro e poderá ser implementado nos próximos 5 a 10 anos.”
Vênus foi o único foco deste estudo devido à sua atmosfera espessa, ao mesmo tempo que possui a atmosfera mais espessa dos planetas terrestres, composta adicionalmente por Mercúrio, Terra e Marte. Dados os resultados deste estudo, um futuro orbitador de Vênus projetado para observar e detectar meteoros na atmosfera de Vênus poderia ser viável, ao mesmo tempo que forneceria conhecimento científico valioso relativo às propriedades e populações de meteoróides em todo o sistema solar.
No entanto, Vênus não é o único planeta composto por uma atmosfera espessa, já que os gigantes gasosos do sistema solar exterior (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) possuem atmosferas ainda mais espessas, compostas principalmente de hidrogênio e hélio, sem superfícies visíveis por baixo. Portanto, poderia este método de levantamento de meteoros ser potencialmente usado para identificar meteoros nesses planetas?
Dr. Christou conta Universo hoje, “Em certo sentido, já o fizemos! Em 1994, o mundo observou fragmentos do cometa Shoemaker-Levy 9 entrando na atmosfera de Júpiter. Mais recentemente, astrônomos amadores observaram meteoros causados por objetos menores, da classe decâmetro, contra o disco do planeta. Para observar meteoros mais fracos, seria necessário aproximar o detector e o planeta, mas, dado que os gigantes gasosos têm 1-2 ordens de grandeza (com uma ordem de grandeza sendo um factor de 10) mais área de superfície do que a Terra, o o potencial está definitivamente lá. Na verdade, esses meteoros mais fracos foram detectados pela Voyager 1 durante o breve encontro em 1979 e novamente mais recentemente pela sonda Juno. Esses incidentes são um bom presságio para futuras pesquisas orbitais.”
O estudo de meteoróides e meteoros permite aos cientistas compreender melhor a composição e propriedades de outros corpos planetários em todo o sistema solar, o que também nos ensina sobre a formação e evolução do sistema solar. À medida que a exploração de Vénus se expande nos próximos anos, o estudo dos meteoros na sua espessa atmosfera poderá fornecer ainda mais pistas sobre como viemos a existir, em geral.
Dr. Christou conclui contando Universo hoje, “Os meteoros deveriam ser onipresentes em planetas e luas com atmosferas apreciáveis. Por exemplo, deveríamos esperar ver meteoros em Titã e até mesmo em Tritão, a maior lua de Netuno, onde a pressão atmosférica na superfície é 100.000 vezes menor que a da Terra.”
Os cientistas enviarão um orbitador de Vênus para estudar meteoros na atmosfera venusiana nos próximos anos e décadas? Só o tempo dirá, e é por isso que fazemos ciência!
Como sempre, continue fazendo ciência e olhando para cima!
