Mistura inusitada de amônia e água cria raios superficiais e granizos em Júpiter

Por Daniele Cavalcante | 07 de Agosto de 2020 às 09h48
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
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Júpiter, o maior gigante gasoso do Sistema Solar, é um lugar coberto por tempestades estranhas. O que os cientistas ainda não sabiam é que no meio dessas tormentas, existem raios de natureza bem diferente dos que temos aqui na Terra. Lá, os raios não são formados em nuvens de água, mas sim em nuvens carregadas de uma solução de amônia-água.

E não para por aí. Outras descobertas apontam que as tempestades jupiterianas podem formar granizos lamacentos e ricos em amônia A equipe científica da missão Juno chamou isso de "mushballs". Já os raios em nuvens de amônia receberam o nome de “shallow lightning”, ou relâmpago superficial, em bom português.

Raios superficiais

As descobertas publicadas na revista Nature nesta quinta-feira (6) contrariam as suposições da NASA sobre as tempestades jupiterianas. É que com a missão Voyager, a agência espacial viu em 1979 os relâmpagos de lá pela primeira vez, e concluiu que aqueles raios eram semelhantes aos da Terra.

Acontece que se Júpiter tiver raios provenientes do ciclo da água, eles estariam em torno de 45 a 65 km abaixo das nuvens visíveis do planeta, com temperaturas em torno de 0 ºC, a temperatura na qual a água congela. A Voyager, e todas as outras missões que foram para Júpiter, viram os raios como pontos brilhantes no topo das nuvens mais expostas, sugerindo que eles se originavam em nuvens de águas.

Sim, nessa lógica deveriam ser relâmpagos muito longos para que alcançassem o topo da superfície gasosa. Mas não é Júpiter um planeta de proporções gigantescas? Os raios também poderiam ser. Só que os relâmpagos observados no lado escuro de Júpiter pela Juno mostram uma história diferente: relâmpagos menores e mais rasos originados em altitudes muito mais altas na atmosfera de Júpiter.

A equipe que publicou o artigo sugere que as tempestades avassaladoras de Júpiter arremessam cristais de água e gelo na atmosfera do planeta, mais de 25 km acima das nuvens de água. Ali, esses cristais se encontram com o vapor de amônia, que por sua vez derrete o gelo, formando uma solução composta por água e amônia. Nessa altitude, as temperaturas estão abaixo de 88 graus Celsius negativos - muito frio para a existência de água líquida pura, mas a amônia age como um anticongelante.

Isso permite a formação da nuvem de amônia-água, e suas gotas em queda podem colidir com os cristais de gelo de água que estão sendo arrastados para o alto. Isso faz com que as nuvens sejam eletrificadas e pronto - temos um raio superficial. Essa descoberta é uma importante peça no quebra-cabeça para entender os mecanismos da atmosfera interna de Júpiter.

Mushballs

Diagrama do ciclo da composição água-amônia em Júpiter (Imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/CNRS)

Parte desse quebra-cabeças é o mistério do “desaparecimento” da amônia, que deveria ser vista na superfície atmosférica de Júpiter, mas em grande parte não é encontrada por sondas como a Juno. Em outro artigo, divulgado no mesmo dia no Journal of Geophysical Research: Planets, cientistas sugerem que a solução de água e gás de amônia se transforma em pedras de granizo jupiterianas. Eles deram a essas pedras o nome de “mushballs”.

Elas teriam camadas de lama formada pela mistura de 2/3 de água e 1/3 de gás de amônia, e seriam cobertas por uma crosta mais espessa de água e gelo. Seriam formadas em um processo mais ou menos parecido com o dos granizos terrestres, ou seja, aumentando à medida que se movem para cima e para baixo na atmosfera. Até ficarem tão grandes que caem.

Com a queda, elas encontram temperaturas mais quentes, e eventualmente evaporam por completo. Isso leva a amônia e a água até níveis profundos na atmosfera do planeta. De acordo com os autores do artigo, “isso explica por que não vemos muita coisa nesses locais com o Radiômetro de Microondas da Juno". Ou seja, não é que a amônia que não foi encontrada estava desaparecendo - ela se transforma em granizo e afunda na atmosfera densa do planeta.

Fonte: NASA

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