Esta "receita" pode explicar o curioso campo magnético de Saturno

Quando a sonda Cassini fez seu mergulho final na atmosfera de Saturno, ainda havia muitos dados coletados por ela esperando para serem analisados. O fim da missão foi em setembro de 2017, mas um ano depois os pesquisadores ainda descobriam coisas surpreendentes, o fato do campo magnético de Saturno ser estranhamente plano. E só agora os cientistas podem dizer o porquê.

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Nos planetas do Sistema Solar, os campos magnéticos são inclinados, mas a regra não se aplica a Saturno. A descoberta contrariou as teorias de até então sobre como esses campos são gerados, e levou a algumas hipóteses. Mas um novo estudo analisou novamente os dados da Cassini, que podem dizer muito sobre o interior do gigante gasoso, para desvendar como este campo magnético se formou.

Para a tarefa, os pesquisadores Sabine Stanley e Chi Yan fizeram uma espécie de “engenharia reversa”. Ou seja, eles simularam o campo magnético de Saturno descrito através dos dados da Cassini para tentar reproduzir nos modelos computacionais como o campo magnético do planeta foi formado. A ideia era descobrir quais elementos seriam necessários para criar um processo de dínamo no interior de Saturno. O estudo pode levar a mais descobertas sobre como este mundo — e outros semelhantes a ele — se formou e evoluiu ao longo das eras.

Criando um dínamo

Campos magnéticos planetários são geralmente gerados por dínamos localizados no núcleo. Esses dínamos são simplesmente um fluido em rotação e convecção, eletricamente condutor, que converte energia cinética em energia magnética. Exatamente como ocorre no núcleo da Terra, com o ferro em estado líquido. Mas como isso ocorre exatamente no caso de Saturno? Quais elementos fornecem a energia cinética e calor para a convecção necessários para a formação do dínamo saturniano?

Uma vez que os dados da Cassini fornecem aos pesquisadores restrições aos processos de dínamo nas profundezas do interior de Saturno, eles puderam criar algumas simulações numéricas “para explorar quais ingredientes são necessários em um dínamo para produzir o campo magnético de superfície único semelhante ao de Saturno", escreveram os autores. Cassini coletou dados muito sensíveis de até 20 mil quilômetros de profundidade abaixo da superfície gasosa de Saturno. “É uma espécie de visão de raio-X", disse Stanley.

Então, eles incluíram na simulação uma camada de chuva de hélio estável por convecção, que se estende por 70% do raio do planeta, o que foi condizente na reprodução das observações da Cassini. Já em 2015, os pesquisadores sabiam algo sobre essa chuva de hélio em Saturno. Lá, a temperatura e pressão atmosférica faz com que o hidrogênio e o hélio se tornem líquidos, e em profundidade mais rasas, o hélio pode se separar. Isso forma uma camada estável do gás, resultando em uma chuva em direção ao núcleo planetário.

No limite dessa camada superior de hélio, o fluxo de calor muda de acordo com a latitude: enquanto o fraco que sai da região equatorial é fraco, o calor que flui de latitudes mais elevadas é mais forte. Juntas, todas essas características parecem eficazes na formação de um dínamo, ou seja, talvez este seja o modo como Saturno criou seu campo magnético. Em outras palavras, Saturno possui um campo magnético incomum porque seu dínamo é bem diferente daqueles que encontramos na Terra, por exemplo.

Embora as simulações do estudo indiquem que estes elementos — que incluem a camada e chuva de hélio, e a distribuição de fluxos de calor —, os pesquisadores reconhecem que a “receita” para fazer um dínamo semelhante ao de Saturno pode conter outros ingredientes. Novos estudos podem ser feitos para saber se há mais detalhes a serem revelados sobre este campo magnético tão peculiar.

Fonte: Science Alert