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Saturno

Saturno em infravermelho
Imagem de Saturno em infravermelho próximo, obtida pelo Telescópio Espacial James Webb em 25/06/2023. O planeta parece extremamente escuro nesse comprimento de onda porque o gás metano da atmosfera absorve a luz solar, mas os anéis continuam brilhantes! [Créditos: NASA, via flickr.]

Batizado pelos antigos com o nome do deus romano da agricultura e da riqueza (além de ser pai de Júpiter), ele é o sexto planeta do Sistema Solar e o segundo maior do sistema, perdendo apenas para Júpiter. Se a Terra fosse do tamanho de uma moeda, Saturno teria as dimensões de uma bola de vôlei; com um raio de 58.232 quilômetros, ele é 9,1 vezes mais largo do que nosso planeta.

Este gigante gasoso está a uma distância média de 1,4 bilhão de quilômetros do Sol, o que corresponde a 9,5 unidades astronômicas. Uma unidade astronômica (1 UA) é a distância média do Sol à Terra, equivalente a 149,6 milhões de quilômetros. A luz solar demora 80 minutos para chegar até Saturno.


Saturno

Tipo: gigante gasoso
Diâmetro equatorial: ≈ 116.464 km
Área da superfície: ≈ 4,27 x 1010 km2
Distância média ao Sol: 9,5 UA
(1 UA = distância média da Terra ao Sol)
Dia: 10,7 horas terrestres
Ano: 29 anos terrestres
Luas: 83

[Imagem: NASA's Solar System Exploration: Saturn]



Tamanhos Terra e Júpiter

Comparação entre as dimensões da Terra e de Saturno.

Sistema Solar
Saturno é o sexto planeta a partir do Sol. Neste esquema do Sistema Solar, as distâncias estão em escala correta, mas a representação dos planetas é apenas posicional, sem escala de tamanho. [Imagem (adaptada): NASA/Moore Boeck]

O dia saturniano é o segundo mais curto do Sistema Solar (também neste quesito, só fica atrás de Júpiter), durando apenas 10,7 horas terrestres. Este é o tempo que Saturno leva para completar uma rotação em torno dele mesmo. Por outro lado, em relação ao nosso, o ano é bem mais longo, mesmo porque ele está muitíssimo mais distante do Sol. Uma translação completa equivale a 29,4 anos na Terra.

O eixo de rotação é de 26,73 graus em relação ao plano da órbita ao redor do Sol. Isto é bem próximo da inclinação da Terra, que é de 23,5 graus, o que significa que, assim como em nosso planeta, lá também ocorrem estações climáticas bem diferenciadas.

A marca registrada de Saturno são seus anéis, que lhe renderam o apelido de "joia do Sistema Solar". Eles são constituídos por bilhões de pedaços de gelo e rocha, revestidos por outros materiais, como poeira. As partículas variam de pequenos grãos a objetos do tamanho de uma casa, sendo que algumas poucas chegam a dimensões tão grandes quanto as de montanhas.

Imagina-se que a estrutura teve sua origem a partir de fragmentos de cometas, asteroides e luas, despedaçados e capturados pela poderosa gravidade de Saturno. Curiosamente, os anéis descrevem suas órbitas em velocidades diferentes uns dos outros.


Anéis de Saturno
Foto dos anéis de Saturno, tirada pela sonda Cassini. [Imagem: NASA's Space Place]

O sistema estende-se a até 282.000 quilômetros do planeta, mas a altura vertical é de apenas cerca de 10 metros, nos anéis principais, chamados de A, B e C. Cada anel foi nomeado alfabeticamente, de acordo com a ordem em que foi descoberto. Os anéis D, E, F e G são mais suaves e foram descobertos em época mais recente.

Todas as faixas são relativamente próximas de suas adjacentes, com exceção dos anéis A e B. Entre estes, há um intervalo de 4.700 km, chamado de Divisão Cassini.

Saindo do planeta em direção ao espaço, a ordem dos anéis é: D, C, B, Divisão Cassini, A, F, G e, por último, o anel E. Mais além, muito distante de E, chega-se ao anel Febe, muito tênue, o qual coincide com a órbita da lua Febe.


Formação e estrutura

Saturno se formou juntamente com o restante do Sistema Solar, há cerca de 4,5 bilhões de anos, quando a força da gravidade concentrou gases e poeira em redemoinho, gerando, além dos outros planetas, o gigante gasoso. Este, há aproximadamente 4 bilhões de anos, fixou-se em sua posição atual no sistema.

Tal como Júpiter, Saturno também tem composição similar à de uma estrela, com predominância de hidrogênio e hélio. Em seu centro, existe um núcleo denso de metais como ferro e níquel, rodeado por material rochoso e outros compostos solidificados pela pressão e calor intensos. Este conjunto está envolvido por hidrogênio metálico, dentro de outra camada de hidrogênio líquido. Trata-se de um núcleo semelhante ao de Júpiter, porém consideravelmente menor.

Surpreendentemente, Saturno é o único planeta do Sistema Solar com uma densidade média inferior à da água. Ou seja, ele poderia flutuar em uma banheira de dimensões colossais!

Assim como qualquer gigante gasoso, este também não possui uma superfície verdadeira, pois é feito principalmente de gases, além de líquidos em redemoinhos nas profundezas. Uma nave espacial, além de não ter onde pousar, também não sairia incólume de uma tentativa de adentrar a atmosfera. As extremas temperaturas das camadas mais profundas esmagariam, derreteriam e vaporizariam qualquer objeto que tentasse voar para dentro do planeta.

Atmosfera

Saturno é coberto por nuvens, vistas como linhas tênues, correntes em jatos e tempestades. Visualizam-se muitas tonalidades de amarelo, marron e cinza. Na atmosfera superior, os ventos atingem 500 metros por segundo (para se ter uma ideia, violentos furacões na Terra formam ventos que chegam a apenas 110 metros por segundo). E a pressão atmosférica, no geral, é tão forte que espreme gases até que eles se tornem líquidos.

O polo norte tem uma interessante corrente em jato, formando um hexágono. Este padrão foi observado pela primeira vez pela nave Voyager I e, a partir de então, foi estudado com mais detalhes pela sonda Cassini.

Com cerca de 30.000 quilômetros de diâmetro, o hexágono é uma corrente ondulada com ventos de cerca de 322 quilômetros por hora e uma imensa tempestade rotativa no centro. Tal fenômeno meteorológico é único em todo o Sistema Solar.


Polo norte de Saturno
Estrutura atmosférica em forma de hexágono que se manifesta no polo norte de Saturno. [Imagem extraída do e-book da NASA The Saturn System Through the Eyes of Cassini - acesso em 05/11/2023.]

Magnetosfera

O campo magnético de Saturno é menor que o de Júpiter, mas 578 vezes mais poderoso que o da Terra. O planeta inteiro, seus anéis e muitos dos satélites encontram-se dentro dessa imensa magnetosfera, uma região onde a influência sobre as partículas carregadas predomina sobre a ação dos ventos solares.

As auroras ocorrem quando essas partículas entram em espiral na atmosfera do planeta, ao longo das linhas do campo magnético. Na Terra, as partículas magnetizadas provêm do vento solar, mas em Saturno, assim como em Júpiter, algumas das auroras não são afetadas pelo campo solar.

Sabe-se que, em vez disso, elas são causadas por uma combinação de partículas ejetadas das luas e pela rápida rotação do campo magnético do próprio planeta. No entanto, esse processo de "auroras não solares" ainda não está plenamente compreendido.

Luas e potencial para a vida

Analogamente ao que ocorre com Júpiter, o ambiente saturniano também não é favorável à adaptação de seres vivos, devido às suas altas temperaturas, pressões e materiais constituintes. Entretanto, assim como no planeta joviano, suas luas oferecem possibilidades. Saturno também é um pequeno sistema planetário dentro do Sistema Solar, abrigando uma vasta gama de mundos intrigantes.

São oitenta e três luas, sendo sessenta e três confirmadas e nomeadas, e outras 20 aguardando confirmação de descoberta e nomeação oficial por parte da União Astronômica Internacional.

Desde a superfície envolta em neblina de Titã até Febe, cheia de crateras, cada uma das luas de Saturno conta uma parte da história do sistema saturniano. E o mais fascinante é que satélites como Encélado e Titã, que possuem oceanos internos, podem abrigar vida.

Encélado está na lista de prioridades para futuras explorações espaciais, com foco na Astrobiologia. Inclusive, um estudo da NASA, divulgado em dezembro de 2023, levou à descoberta de uma fonte de energia e moléculas que reforçam a possibilidade de existência de vida nessa lua. Clique aqui para ler a notícia.

Há muitos motivos para que mundos como esses sejam estudados. um deles é que a sobrevivência da humanidade, em longo prazo, depende de encontrarmos localidades habitáveis fora de nosso planeta.

Assim, quando as condições da Terra não forem mais favoráveis à nossa manutenção, poderemos garantir a sobrevivência buscando novas moradas. Isto, é claro, se nós mesmos não nos autodestruirmos antes!

★ Edição: Mauro Mauler - atualizada em 11/05/2024.

★ Referência:

Lua Encélado
Foto original (sem tratamento) de Encélado, feita em 2015 pela sonda Cassini, de uma distância de 49 quilômetros acima da região polar sul desta lua de Saturno. Abaixo da superfície congelada, jaz um oceano, o que faz de Encélado um dos locais prioritários para futuras explorações em busca de ambientes habitáveis no Sistema Solar. [Imagem: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute]



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