Estes ciclones geométricos colossais foram observados no gigante gasoso Júpiter

Por , em 9.03.2018

Ciclones em formação de pentágono

Daqui da Terra, só podemos ver algumas das estruturas deslumbrantes de Júpiter.

Felizmente, no entanto, enviamos uma sonda espacial incrível em direção ao planeta há pouco tempo, e ela nos ofereceu muitas informações valiosas sobre o que acontece perto de seus polos e abaixo das suas nuvens, mistérios de longa data para os cientistas.

Graças à sua órbita única, a missão Juno, da NASA, revelou alguns dos segredos mais bem guardados do gigante gasoso.

Os resultados foram publicados em quatro artigos diferentes na prestigiada revista científica Nature.

Juno

Da Terra e de certas órbitas, é possível ver bem apenas as regiões equatoriais de Júpiter. Nos últimos anos, imagens das sondas Voyager, Cassini e Galileo nos proporcionaram vistas magníficas de estruturas como as tempestades de longa duração do planeta, como a Grande Mancha Vermelha.

Mas Juno é diferente: ela tem uma órbita única, altamente elíptica, que nos ofereceu as primeiras boas visões sobre os polos de Júpiter.

A cada 53 dias desde julho de 2016, Juno passa até 4.100 quilômetros acima das nuvens de Júpiter, fotografando suas auroras causadas por correntes elétricas na magnetosfera de rotação rápida interagindo com a atmosfera do planeta, e das regiões polares em luz visível, infravermelha e ultravioleta.

Além de estudar as auroras e a magnetosfera do planeta, Juno também ajuda os cientistas a investigar o campo gravitacional do interior de Júpiter em detalhes, monitorando pequenas diferenças na sua órbita.

O que sabíamos de Júpiter

Como o maior planeta do sistema solar, Júpiter possui um raio mais de 10 vezes maior que o da Terra, com quase 70.000 quilômetros.

Sua composição principal é de hidrogênio e hélio, restos da nuvem densa de gás e poeira, conhecida como nebulosa solar, que formou nosso sistema solar há 4,6 bilhões de anos.

Os cientistas pensavam que, 3.000 quilômetros abaixo das nuvens do planeta, a pressão deveria chegar a 100.000 bar, a mesma necessária para sintetizar diamante aqui na Terra.

Mais para o centro, a pressão e a temperatura de Júpiter deveriam aumentar ainda mais, e o hidrogênio a se comportar como um metal. Nossos modelos teóricos mostravam que o planeta deveria ter um núcleo gelado e rochoso com um raio de cerca de 20% de Júpiter.

O que descobrimos

Esses modelos não eram tão confiáveis, no entanto, e é aí que entra Juno.

Os cientistas ficaram maravilhados com a primeira vez que viram os polos de outro gigante de gás – Saturno. A sonda Cassini confirmou a descoberta da sonda Voyager de um peculiar e enorme hexágono na atmosfera de Saturno perto dos seus polos. Essa estrutura envolve um furacão polar com um diâmetro de 1.250 km.

No planeta ainda maior Júpiter, os cientistas não esperavam ver esse padrão. Em vez disso, as teorias sugeriam que estruturas no centro do planeta se enfraqueceriam em direção aos polos levando a uma turbulência caótica, em vez de padrões estruturados.

Graças a Juno, os cientistas descobriram um enorme ciclone em cada polo jupiteriano – o do norte tem cerca de 4.000 quilômetros de diâmetro, e o do sul 5.600 quilômetros.

Notavelmente, o do norte é cercado por oito ciclones de tamanho semelhante e o do sul por cinco. Estes ciclones parecem estáveis, pelo menos ao longo do tempo em que Juno fez suas imagens.

Dança geométrica

Os oito ciclones do norte tem uma forma ditetragonal (como duas pirâmides conectadas na base) e os cinco do sul formam uma espécie de pentágono.

Não compreendemos ainda o que os causa e por que eles são tão estáveis.

A força da rotação de Júpiter, combinada com o seu raio menor nos polos, deveria mover os ciclones para o continente, mas isso parece não acontecer.

Fluxos atmosféricos

Outro mistério de Júpiter era se suas zonas e cintos eram superficiais ou profundos na atmosfera. A resposta de Juno? Profundos.

Esse resultado veio das medidas de seu campo de gravidade, que os cientistas já descobriram exibir uma assimetria norte-sul.

Isso era inesperado para um planeta pesado de rotação rápida e achatado nos polos. A explicação é que fluxos atmosféricos abaixo das nuvens devem estar presentes.

Outro artigo revela que estas correntes de jatos atmosféricos circulam abaixo de cada uma das zonas e cintos, e chegam até 3.000 quilômetros. No entanto, a massa de atmosfera envolvida nestes movimentos enormes corresponde a apenas cerca de 1% da massa total de Júpiter.

Ao monitorar como o planeta gira, os cientistas também descobriram que, abaixo do nível de 3.000 km, Júpiter roda efetivamente como um corpo rígido – mais lentamente do que o gás agitado acima.

Neste nível, a temperatura e a pressão fazem com que as correntes elétricas fluam, e isso cria uma força de arrasto magnético que começa a diminuir o movimento do vento jupteriano.

No futuro

Os novos resultados agora podem ser colocados em contexto, em particular em relação a Saturno, que possui ventos de até 500 metros por segundo. Com base no que sabemos agora sobre Júpiter, parece provável que os fluxos atmosféricos de Saturno cheguem até mais de 9.000 quilômetros.

A comparação de modelos sobre os ciclones persistentes de Júpiter e sobre o hexágono e o furacão de Saturno também pode nos ajudar a entender o que causa essas estruturas misteriosas.

Por fim, os novos dados podem nos ajudar a entender os gigantes de gás de outros sistemas. Por exemplo, planetas maiores do que Júpiter teriam fluxos menos profundos abaixo de suas zonas e cintos.

Missões futuras poderão enxergar mais longe do que Juno e desvendar mais da história de formação e evolução deste magnífico planeta. [ScienceAlert]

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