Aurora misteriosa de Júpiter é desvendada após 40 anos de dúvidas

As auroras são fenômenos naturais presentes em vários planetas, sendo encontradas até mesmo em luas e estrelas. Mas, em alguns lugares como Júpiter, Saturno e Urano, elas apresentam algumas “esquisitices”. É que, nesses mundos, as auroras aparecem bem perto dos polos magnéticos, algo que não ocorre aqui na Terra. Agora, após 40 anos de estudos sobre o assunto, os cientistas finalmente desvendaram o mistério.

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Na Terra, as auroras boreais (que aparecem no polo norte) e austrais (que aparecem no polo sul) surgem em latitudes entre 65° e 80°, ou seja, não são vistas acima ou abaixo dessas coordenadas. O motivo é simples: como as auroras são resultado das interações das partículas do vento solar com o campo magnético da Terra, é necessário que as linhas magnéticas desse campo estejam “presas” ao planeta. Isso não ocorre nas latitudes acima de 80° ao Norte e ao Sul.

As linhas do nosso campo magnético são “fechadas” em si mesmas, ou seja, erguem-se em um ponto do hemisfério Norte e viajam até se fecharem no hemisfério Sul, em paralelos (a linha horizontal imaginária paralela ao Equador que nos define a latitude) equivalentes. Do mesmo modo, as linhas do hemisfério Sul se erguem para se fecharem no polo Norte. Entretanto, as linhas magnéticas das latitudes acima dos 80° — tanto ao Norte quanto ao Sul — têm uma extremidade ligada à Terra, enquanto a outra se estende ao espaço interplanetário. Essas áreas são as “calotas polares” e a borda de cada uma é chamada de “limite da linha de campo aberto-fechado”.

Dentro das calotas polares, auroras significativas não aparecem porque as partículas dos ventos solares acompanham o fluxo das linhas magnéticas abertas. Os cientistas esperavam encontrar o mesmo fenômeno em outros planetas, mas não foi isso o que os instrumentos encontraram em Júpiter. Por lá, as auroras aparecem em comprimentos de ondas do raiox-X nas calotas polares, o que pareceria uma “aberração” se acontecesse aqui na Terra. Essas observações, que se repetem em Saturno e Urano, são um grande mistério, mas, pela primeira vez, uma equipe de astrônomos conseguiu resolver o problema e explicar todo o mecanismo — e, pasmem, ele pode ser extremamente comum por todo o universo.

Antes do novo estudo, a equipe liderada por Zhonghua Yao, do Instituto de Geologia e Geofísica da Academia Chinesa de Ciências de Pequim, usou simulações de computador e descobriu que as auroras jovianas de raios-X poderiam estar ligadas a campos magnéticos fechados, gerados dentro de Júpiter, mas que se estendem por milhões de quilômetros no espaço antes de voltar. Mas isso não explicava todo o processo. Em 16 e 17 de julho de 2017, o XMM-Newton observou Júpiter por 26 horas e viu as auroras de raios-X pulsando a cada 27 minutos, enquanto a sonda Juno viajava na mesma área que as simulações da equipe apontavam como importante.

Assim, a equipe pesquisou os dados da sonda Juno em busca de quaisquer processos magnéticos que estivessem ocorrendo na mesma taxa, e descobriu que as auroras em raios-X são causadas por flutuações do campo magnético do planeta. Conforme Júpiter gira, ele se arrasta em torno de seu campo magnético, que por sua vez é atingido pelas partículas do vento solar e comprimido. Isso aquece as partículas que estão presas no campo magnético e desencadeia algo chamado ondas eletromagnéticas de ciclotron (EMIC).

Isso significa que íons “surfam” ao longo das linhas de campo por milhões de quilômetros no espaço e, em algum momento, colidem com o planeta, disparando a aurora. Esses íons são de enxofre e oxigênio, elementos que são expelidos pelos vulcões de Io, uma das maiores luas de Júpiter. Na verdade, esse mecanismo é bem parecido ao que ocorre aqui na Terra, onde os íons responsáveis pelas emissões são prótons — íon molecular de hidrogênio — mas, em nosso planeta, o processo não é energético o suficiente para criar raios-X.

Essa descoberta abre as portas para compreender eventos semelhantes em outros mundos — cada qual com suas particularidades, mas apresentando o mesmo mecanismo. Por exemplo, em Saturno, os íons conduzidos pelos campos são de água, porque sua lua Encélado tem gêiseres expelindo vapor de água. O mesmo processo pode ser aplicável em Urano, Netuno e até mesmo a exoplanetas, de acordo com Zhonghua. “Pode ser que as ondas EMIC desempenhem um papel importante na transferência de energia de um lugar para outro através do cosmos”, diz William Dunn, que co-liderou a pesquisa.

Fonte: ESA