Ocaso de estrelas revela segredos planetários

Stellar occultation at Venus
Stellar occultation at Venus
5 Novembro 2007

Observar o ocaso de estrelas a partir da superfície da Terra pode ser considerado um passatempo romântico, mas quando uma nave espacial o faz em órbita pode revelar pormenores ocultos sobre a atmosfera de um planeta.

A técnica é conhecida como ocultação estelar. Jean-Loup Bertaux, do Serviço de Aeronomia do CNRS, em França, foi o primeiro a sugerir a sua utilização numa missão da ESA. A técnica consiste na observação das estrelas a partir do espaço, enquanto estas percorrem o seu movimento descendente por detrás da atmosfera de um planeta sob investigação, antes de estas desaparecerem de vista abaixo do horizonte do planeta.

Quando as estrelas brilham acima da atmosfera, emitem radiação numa grande amplitude de comprimentos de onda. À medida que a órbita da nave espacial a desloca em redor do planeta, a estrela parece deslocar-se no sentido descendente, para trás da atmosfera do planeta. A atmosfera actua como um filtro, bloqueando determinados comprimentos de onda da radiação da estrela. A chave desta técnica é que os comprimentos de onda são representativos das moléculas e átomos existentes na atmosfera do planeta.

Venus, Earth and Mars
Venus, Earth and Mars

Actualmente, a ESA tem três naves espaciais em redor de três planetas diferentes, que estão a utilizar esta técnica para investigar as atmosferas dos mesmos. Cada uma delas está a revelar informações únicas.

Em redor da Terra, a missão Envisat da ESA transporta um instrumento designado GOMOS -Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars (Monitorização Global de Ozono por Ocultação Estelar). Tal como o seu nome indica, este instrumento foi concebido para estudar se a quantidade de ozono está a aumentar agora que a utilização de químicos nocivos foi banida. Desde 2002, tem estado a observar o ocaso diário de aproximadamente 400 estrelas por detrás da Terra, de modo a elaborar um mapa do ozono existente na atmosfera terrestre para todas as latitudes e longitudes.

Artist's impression of Envisat
Artist's impression of Envisat

“É ainda demasiado cedo para podermos dizer se a camada de ozono está a recuperar ou não”, afirma Bertaux. Contudo, à medida que os dados se vão acumulando, o instrumento tem vindo a descobrir outros fenómenos que contribuem para o teor de ozono na atmosfera. Em Janeiro e Fevereiro de 2004, o GOMOS detectou uma grande formação de dióxido de azoto a uma altitude de 65 quilómetros. O dióxido de azoto é um gás importante a detectar na atmosfera, pois pode destruir o ozono. Nos dois meses seguintes, o GOMOS observou a descida da camada para uma altitude de 45 km, destruindo claramente o ozono no seu movimento descendente e fornecendo aos cientistas uma peça adicional no puzzle do ozono.

A bordo da missão Mars Express da ESA existe um instrumento de ocultação estelar simplificado. Desde a chegada da nave espacial ao Planeta Vermelho em 2003, o SPICAM - Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Mars - (Espectroscopia para Investigação de Características da Atmosfera de Marte) observou mais de 1000 ocultações estelares. Este trabalho permite obter a descrição mais detalhada até à data da atmosfera superior de Marte, e revela camadas de bruma permanentes.

Mars Express artist's impression
Mars Express

Os dados obtidos fornecem ciência pura, mas também benefícios práticos para futuras missões de exploração. “Os perfis atmosféricos de Marte são importantes para a concepção de pára-quedas para a aterragem de naves”, afirma Bertaux.

A mais recente adição a esta família de instrumentos é o SPICAV - Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Venus (Espectroscopia para Investigação da Atmosfera de Vénus), na Venus Express. Vénus tem uma atmosfera diferente da da Terra e da de Marte. A atmosfera de Vénus é muito mais densa, e o SPICAV está a revelar os perfis de temperatura e densidade da mesma aos cientistas que aguardam na Terra, que esperam poder publicar os seus resultados em breve.

Artist's impression of Venus Express orbiting Venus
Venus Express

“Penso que a técnica de ocultação estelar está agora ‘posta à prova’ e deverá ser útil para outros estudos a longo prazo”, afirma Bertaux.

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