Os planetas do nosso sistema solar são um verdadeiro arco-íris de cores. Mas o que os fazem assumir todas as suas cores e por que cada um parece tão diferente?

Crédito da imagem: NASA / JPL

Os planetas do sistema solar são variados em sua aparência. Mercúrio é cinza ardósia, enquanto Vênus é branco perolado, a Terra um azul vibrante e Marte um vermelho escuro. Até mesmo os gigantes gasosos são diferentes, Netuno e Urano são de um azul opaco, enquanto Júpiter e Saturno são em sua maioria bege com cinturões marrom-avermelhados brilhantes. Mas por que esses planetas são tão diferentes?

Começa no começo

Acontece que as estrelas e seus planetas se formam ao mesmo tempo a partir de um disco de gás e poeira conhecido como nebulosa solar. A maior parte do gás, predominantemente hidrogênio e hélio, foi engolido por nossa jovem estrela; nenhuma surpresa, considerando que o Sol contém algo entre 99,8 e 99,9 por cento da massa total do sistema solar.

Ao mesmo tempo, detritos misturados na nebulosa colidiram repetidamente, eventualmente se acumulando em planetesimais e depois em protoplanetas. Júpiter, Saturno e até mesmo Netuno e Urano foram capazes de puxar parte do hidrogênio e hélio da nebulosa para envolver seus núcleos, fazendo com que crescessem até tamanhos realmente massivos.

Mais perto do Sol, o calor era tão intenso que vaporizava qualquer coisa sem pontos de fusões elevados; apenas pedras permaneceram. Ferro, enxofre, alumínio, níquel e outros compostos metálicos circundaram o jovem Sol girando e girando por milhões de anos, colidindo uns com os outros, eventualmente coalescendo nos planetas internos. Mas esses jovens planetas foram incapazes de puxar tanto gás para si mesmos quanto seus irmãos maiores. O que quer que tenham conseguido atrair provavelmente não durou. Em vez disso, os planetas internos dependiam de líquidos e gases coletados de impactos e gases vulcânicos para formar a atmosfera que vemos hoje.

Tudo isso para dizer que os primeiros blocos de construção de cada planeta contribuem para nossa colorida panóplia planetária. Mas o que é exatamente sobre cada planeta do sistema solar que determina sua aparência única?

Um sistema de cores selvagens

Crédito da imagem: NASA / Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins / Carnegie

Um pequeno mundo acinzentado

Mercúrio tem um alto teor de ferro e quase nenhuma atmosfera digna de menção. Quando visto através de um telescópio, parece cinza escuro e com marcas de pústula. A missão MESSENGER da NASA, agora aposentada, nos mostrou que ela está coberta por uma espessa camada de poeira e rochas ígneas de silicato. Quanto à por que é tão pequeno, e por que é principalmente ferro, existem algumas teorias. Um aponta para Mercúrio ter se formado muito maior inicialmente. Nos primeiros dias caóticos do sistema solar, ele teria então um infeliz encontro com um planetesimal incômodo que arrancou muito de sua crosta e atmosfera originais. Outro aponta para a órbita próxima de Mercúrio, resultando na nebulosa solar removendo partículas mais leves antes que elas pudessem se acumular no planetesimal. Dados da espaçonave MESSENGER e da ESA/JAXA BepiColombo prestes a chegar pode ajudar a descobrir as origens misteriosas de Mercúrio.

Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech

Nosso gêmeo distorcido

Imagens em cores verdadeiras de Vênus não são tão interessantes ou informativas quanto as composições de cores falsas que você costuma ver. Estes integram diferentes comprimentos de onda de luz que nos ajudam a visualizar coisas como características da superfície e conteúdo e atividade atmosférica. Mas quando você olha para Vênus com um telescópio óptico, o que você realmente vê é um mundo branco perolado com um leve tom amarelado. A atmosfera de Vênus consiste principalmente de dióxido de carbono. Parece branco porque as nuvens são compostas principalmente por ácido sulfúrico, que é altamente reflexivo. Algumas pessoas pensam que o “absorvedor de UV desconhecido” pode ser a fonte do amarelo. A superfície de Vênus está completamente obscurecida por nuvens espessas, mas temos uma imagem colorida da superfície enviada de uma sonda soviética de 1982. E com um trio de missões próximas a Vênus, um dos quais mergulhará em sua superfície escaldante, os pesquisadores esperam obter uma compreensão ainda melhor de nosso mundo irmão.

aparência de Marte muda drasticamente graças a uma tempestade de poeira global nessas duas imagens do orbitador Mars Global Surveyor da NASA, tiradas em 2001. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / MSSS

O planeta caramelo

Marte parece marrom-avermelhado porque está coberto de poeira com alto teor de ferro. E como uma bicicleta velha deixada do lado de fora, a poeira se oxidou ou enferrujou. Mas o planeta não é realmente tão vermelho como costuma ser visto na mídia popular. Muitas imagens foram retocadas para obter contraste, tanto para parecer mais marcantes quanto para ajudar os cientistas a estudar pequenas distinções topológicas e atmosféricas. A cor de Marte também pode variar ligeiramente. Com tanta poeira, os ventos marcianos podem gerar tempestades de poeira globais que transformam o planeta de um leve vermelho para um laranja claro ou amarelo.

Crédito da imagem: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center) e MH Wong (University of California, Berkeley)

Se você não pode ser uma estrela, seja um gigante

Júpiter é feito principalmente de hidrogênio e hélio, como o sol. Não acumulou massa suficiente durante a formação para iniciar a fusão e se tornar uma estrela. Mas Júpiter é uma grande bola de gás, mais de 1.300 Terras caberiam dentro do planeta. Com tanta atmosfera e um sistema climático notavelmente semelhante ao da Terra, não é nenhuma surpresa que o planeta seja o lar de tempestades massivas como a “Grande Mancha Vermelha”. Por que é vermelho é um mistério. A hipótese geralmente aceita é que, como a tempestade está a uma altitude mais elevada do que o resto da atmosfera, alguns dos traços de substâncias químicas presentes nas nuvens, como amônia e acetileno, recebem uma dose maior de radiação do sol. Essa radiação transforma a tempestade em sua cor característica. Quanto aos cinturões marrom e bege característicos de Júpiter, podem ser atribuídos à combinação de hidrogênio, hélio e outros oligoelementos.

Crédito da imagem: NASA, ESA, A. Simon (GSFC), MH Wong (Universidade da Califórnia, Berkeley) e a equipe da OPAL

Saturno soa bem

Pergunte a uma pessoa aleatória qual é o seu planeta favorito e é provável que ela escolha Saturno graças aos seus enormes anéis brilhantes. O mundo em si é semelhante à cor de Júpiter, porque tem uma composição química semelhante de 90 por cento de hidrogênio a 10 por cento de hélio, com pequenas quantidades de outras substâncias como metano e água gelada. A espectroscopia de infravermelho nos mostra que, por baixo da espessa neblina gelada, ele é bastante ativo, mas as tempestades são mais profundas, portanto, menos visíveis aos telescópios ópticos. Ocasionalmente, essas tempestades chegam à superfície, manchando o planeta plácido com manchas brancas brilhantes.

Urano (esquerda) e Netuno (direita). Crédito da imagem: NASA / JPL

Os Irmãos Azuis

Pelos números, Urano e Netuno também são principalmente hidrogênio e hélio. Mas eles têm uma proporção muito maior de metano (1 a 2 por cento) do que Júpiter ou Saturno. E suspeita-se que a maioria de suas massas pode ser devido a gelos como água, metano, amônia. Seu ar tem menos neblina do que qualquer um dos outros dois gigantes gasosos, o que lhes dá sua aparência plácida e azul. Observadores atentos também podem ver uma nuvem branca aqui e ali, com pontos mais escuros indicando tempestades em seu interior.

Crédito da imagem: NASA / Laboratório de Física Aplicada da Johns Hopkins University / Southwest Research Institute / Alex Parker

Um coração solitário

Plutão é um planeta anão que se pensa ser composto principalmente de gelo, com um pequeno núcleo rochoso. A espaçonave New Horizons nos deu nossa primeira boa aparência em 2015. As análises subsequentes das imagens levaram os cientistas a acreditar que ela está coberta de gelo feito de nitrogênio, metano e monóxido de carbono, além de algum material orgânico, que dá à superfície seu marrom avermelhado matiz.

Agradecimentos a Kevin Baines (JPL), Mike Wong (UC Berkeley / SETI Institute), Nicholas Tosca (Cambridge University) e Elisabeth Adams (Planetary Science Institute) por seu tempo e contribuições com este artigo.

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Referência:

RIMMER, Arwen. What colors are the planets in our solar system? And why are they so different? Astronomy, 21, out. 2021. Disponível em: <https://astronomy.com/news/2021/10/colors-of-the-solar-system>. Acesso em: 21, out. 2021.