O planeta anão Ceres pode estar a centenas de milhões de quilômetros de Júpiter, e ainda mais longe de Saturno, mas a tremenda influência da gravidade desses gigantes gasosos tem um efeito apreciável na orientação de Ceres. Em um novo estudo, pesquisadores da missão Dawn da NASA calculam que a inclinação axial de Ceres - o ângulo em que ele gira enquanto viaja ao redor do sol - varia amplamente ao longo de cerca de 24, 500 anos. Os astrônomos consideram este um período de tempo surpreendentemente curto para tais desvios dramáticos.

Mudanças na inclinação axial, ou "obliquidade, "ao longo da história de Ceres estão relacionadas à questão maior de onde a água congelada pode ser encontrada na superfície de Ceres, cientistas relatam no jornal Cartas de pesquisa geofísica . Dadas as condições em Ceres, gelo só seria capaz de sobreviver em temperaturas extremamente frias, por exemplo, em áreas que nunca vêem o sol.

"Encontramos uma correlação entre crateras que ficam na sombra na obliquidade máxima, e depósitos brilhantes que são provavelmente gelo de água, "disse Anton Ermakov, pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, Pasadena, Califórnia, e principal autor do estudo. "Regiões que nunca viram a luz do sol por milhões de anos são mais propensas a ter esses depósitos."

Ciclos de Obliquidade

Ao longo dos últimos 3 milhões de anos, Ceres passou por ciclos em que sua inclinação varia de cerca de 2 graus a cerca de 20 graus, cálculos indicam.

“Não podemos observar diretamente as mudanças na orientação da Ceres ao longo do tempo, então usamos as medidas da espaçonave Dawn de forma e gravidade para reconstruir precisamente o que acabou por ser uma história dinâmica, "disse Erwan Mazarico, um co-autor do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

A última vez que o planeta anão atingiu uma inclinação máxima, que era cerca de 19 graus, tinha 14 anos, 000 anos atrás, pesquisadores disseram. Para comparação, A Terra está inclinada 23,5 graus. Esta inclinação significativa faz com que nosso planeta experimente estações:O hemisfério norte experimenta o verão quando está orientado para o sol, e inverno quando está apontado para longe do sol. Por contraste, A inclinação atual de Ceres é de cerca de 4 graus, portanto, não terá efeitos sazonais tão fortes ao longo de um ano ali (que é cerca de 4,6 anos terrestres).

Como a obliquidade se relaciona com o gelo

Quando a inclinação axial é pequena, regiões relativamente grandes em Ceres nunca recebem luz solar direta, particularmente nos pólos. Essas regiões persistentemente sombreadas ocupam uma área de cerca de 800 milhas quadradas (2, 000 quilômetros quadrados). Mas quando a obliquidade aumenta, mais crateras nas regiões polares recebem exposição direta ao sol, e as áreas persistentemente sombreadas ocupam apenas 0,4 a 4 milhas quadradas (1 a 10 quilômetros quadrados). Essas áreas na superfície de Ceres, que ficam na sombra mesmo em alta obliquidade, pode estar frio o suficiente para manter o gelo da superfície, Cientistas Dawn disseram.

Essas crateras com áreas que ficam na sombra por longos períodos são chamadas de "armadilhas frias, "porque são tão frios e escuros que os voláteis - substâncias facilmente vaporizáveis ​​- que migram para essas áreas não conseguem escapar, mesmo mais de um bilhão de anos. Um estudo de 2016 pela equipe Dawn na Nature Astronomy encontrou material brilhante em 10 dessas crateras, e dados do espectrômetro de mapeamento visível e infravermelho de Dawn indicam que um deles contém gelo.

O novo estudo se concentrou em crateras polares e modelou como o sombreamento progride conforme a inclinação axial de Ceres varia. No hemisfério norte, apenas duas regiões persistentemente sombreadas permanecem na sombra na inclinação máxima de 20 graus. Ambas as regiões têm depósitos brilhantes hoje. No hemisfério sul, há também duas regiões persistentemente sombreadas na maior obliquidade, e um deles claramente tem um depósito brilhante.

Regiões sombreadas no contexto

Ceres é o terceiro corpo no sistema solar com regiões permanentemente sombreadas. Mercúrio e a lua da Terra são os outros dois, e os cientistas acreditam que receberam o gelo de corpos impactantes. Contudo, Mercúrio e a lua não têm tanta variabilidade em suas inclinações por causa da influência gravitacional estabilizadora do sol e da Terra, respectivamente. A origem do gelo nas armadilhas frias de Ceres é mais misteriosa - pode vir do próprio Ceres, ou pode ser entregue por impactos de asteróides e cometas. Sem considerar, a presença de gelo em armadilhas frias pode estar relacionada a uma atmosfera de água tênue, que foi detectado pelo Observatório Espacial Herschel da ESA em 2012-13. Moléculas de água que deixam a superfície cairiam de volta em Ceres, com alguns pousando em armadilhas frias e se acumulando lá.

"A ideia de que o gelo pode sobreviver em Ceres por longos períodos de tempo é importante à medida que continuamos a reconstruir a história geológica do planeta anão, incluindo se ele está emitindo vapor de água, "disse Carol Raymond, investigador principal adjunto da missão Dawn e co-autor do estudo, com base no JPL.