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A tempestade perpétua de Júpiter, a Grande Mancha Vermelha, é uma curiosidade há algum tempo, mas agora os pesquisadores descobriram manchas semelhantes de curta duração que podem ser geradas por tornados magnéticos entre as regiões do planeta. características incomuns.
Astrônomos da Universidade da Califórnia, em Berkley, descobriram estranhos pontos nebulosos nos pólos de Júpiter. Perceptíveis apenas em comprimentos de onda ultraviolentos, as manchas têm formato oval e têm aproximadamente o tamanho da Terra.
Mistério nos pólos de Júpiter
Entre 2015 e 2022, o Telescópio Espacial Hubble da NASA capturou frequentemente as manchas escuras, com imagens anuais exibindo uma mancha escura três quartos das vezes no Pólo Sul e um oitavo no Pólo Norte. Estas misteriosas formas ovais estão incrustadas nas camadas de neblina sobre os pólos da estratosfera de Júpiter.
Assim como a Terra tem suas auroras, comumente conhecidas como Luzes do Norte e do Sul, o mesmo acontece com Júpiter. As estranhas manchas escuras sempre se formam logo abaixo dessas zonas aurorais polares. O Telescópio Espacial Hubble da NASA registra as manchas como escuras devido à absorção de mais UV do que o ambiente.
Embora as auroras possam nos lembrar a Terra, Júpiter difere significativamente do nosso planeta natal. Em vez de ser uma bola rochosa no espaço, é um gigante gasoso composto principalmente de hidrogênio e hélio e tem 11 vezes o diâmetro da Terra. As manchas escuras sugerem que algo estranho ocorre muito mais profundamente na atmosfera de Júpiter do que onde as auroras são produzidas na Terra.
Descobrindo tornados magnéticos em Júpiter
No final da década de 1990, o Hubble, logo seguido pela sonda espacial Cassini em 2000, registrou pela primeira vez as manchas incomuns. Na época, os astrônomos deram pouca atenção ao fenômeno. Quando Troy Tsubota, um estudante da UC Berkeley, notou a sua ocorrência frequente no pólo sul de Júpiter em imagens recentes do Hubble, foi a primeira vez que alguém prestou atenção significativa. Acompanhado pelo autor sénior Michael Wong do Laboratório de Ciências Espaciais da UC Berkley, Tsubota contou oito ocorrências das manchas em imagens entre 1994 e 2022. No entanto, apenas dois dos 25 mapas do pólo norte de Júpiter incluíam as ovais escuras.
As imagens do Hubble foram principalmente trabalho do projeto Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL). A diretora do OPAL, a cientista da NASA Amy Simon, juntou-se ainda ao trabalho da equipe para o artigo. Sob sua liderança, os astrônomos do OPAL observam Júpiter, Saturno, Urano e Netuno anualmente para registrar suas dinâmicas e mudanças atmosféricas.
“Nos primeiros dois meses, percebemos que essas imagens OPAL eram como uma mina de ouro, em certo sentido, e rapidamente consegui construir esse pipeline de análise e enviar todas as imagens para ver o que obtemos”, Tsubota. “Foi quando percebemos que poderíamos fazer uma boa análise científica e de dados reais e começar a conversar com os colaboradores sobre por que isso aparece.”
Perseguindo os tornados magnéticos de Júpiter
Na trilha de neblinas estranhas, Wong e Tsubota procuraram e consultaram dois especialistas em atmosfera planetária sobre o que havia nas imagens do Hubble. Esses especialistas foram Tom Stallard, da Northumbria University, em Newcastle-upon-Tyne, e Xi Zhang, dos EUA, Santa Cruz. Stallard propôs uma hipótese de tempestade magnética para explicar as imagens.
O professor da Northumbria University teorizou que as linhas do campo magnético de Júpiter encontraram atrito entre a ionosfera e o plasma ionizado quente que emanava da lua vulcânica de Júpiter, Io. O trabalho anterior de Stallard detectou um movimento giratório na ionosfera de Júpiter que ele acredita poder estar relacionado com um vórtice criado pela fricção, agitando as formas ovais escuras de cima, semelhante a um tornado que impacta o solo poeirento.
Zhang realizou o cálculo da transferência radiativa e quantificou o nível de neblina aumentado necessário para explicar a escuridão do oval. Além disso, ele trabalhou na identificação de causas potenciais para as concentrações elevadas de neblina.
“A névoa nas ovais escuras é 50 vezes mais espessa do que a concentração típica”, disse Zhang, “o que sugere que provavelmente se forma devido à dinâmica do vórtice em turbilhão, em vez de reações químicas desencadeadas por partículas de alta energia da alta atmosfera. As nossas observações mostraram que o momento e a localização destas partículas energéticas não se correlacionam com o aparecimento das ovais escuras.”
OPAL fica de olho
A busca de Tsubota e Wong por respostas cumpre a promessa da OPAL de descobrir como as atmosferas de outros planetas podem diferir da Terra. No entanto, ainda há mais trabalho para compreender completamente o comportamento atmosférico. Nenhum dos cientistas conseguiu determinar se os tornados magnéticos geraram a névoa ou a puxaram de baixo para cima. Ainda assim, o trabalho estabelece as bases para o que os cientistas podem esperar encontrar no cosmos e em casa.
“Estudar as conexões entre as diferentes camadas atmosféricas é muito importante para todos os planetas, seja um exoplaneta, Júpiter ou a Terra”, comentou Wong. “Vemos evidências de um processo que conecta tudo no sistema de Júpiter, desde o dínamo interior aos satélites e seus torii de plasma, à ionosfera e às neblinas estratosféricas. Encontrar esses exemplos nos ajuda a compreender o planeta como um todo.”
O papel “Ovais polares UV-escuros em Júpiter como rastreadores de conexões magnetosfera-atmosfera” apareceu em 26 de novembro de 2024 no Astronomia da Natureza.
Ryan Whalen cobre ciência e tecnologia para The Debrief. Ele possui bacharelado em História e mestrado em Biblioteconomia e Ciência da Informação com certificado em Ciência de Dados. Ele pode ser contatado em ryan@thedebrief.orge siga-o no Twitter @mdntwvlf.
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