Revelado o mecanismo por trás do aquecimento da atmosfera de Júpiter

O planeta Júpiter fica a uma distância média de 778 bilhões de km do Sol — tão distante que ele não recebe energia solar suficiente para explicar o calor detectado em toda sua atmosfera. Há décadas, isto intriga os cientistas planetários, mas, agora, em um novo estudo, um grupo internacional de pesquisadores utilizou os dados do Observatório Keck, no Havaí, e confirmaram, pela primeira vez, que as poderosas auroras do gigante gasoso são as responsáveis por aquecer toda sua alta atmosfera.

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As auroras que ocorrem nos polos de Júpiter já eram as principais candidatas para explicar o aquecimento na alta atmosfera do planeta, mas nenhuma observação anterior conseguiu confirmar isto — até agora. Através de dados obtidos no Observatório Keck, astrônomos conseguiram elaborar um mapa mais detalhado e em escala global da camada superior da atmosfera do gigante gasoso, revelando o mecanismo por trás do aquecimento atmosférico.

A pesquisa foi conduzida pela Universidade de Leicester, com participação da Agência Espacial Japonesa (JAXA), da Universidade de Boston, do Goddard Space Flight Center, da NASA, e do Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação (NICT).

O cientista planetário James O’Donoghue, pesquisador da JAXA e principal autor do artigo, explica que os primeiros modelos de mapa de calor da alta atmosfera de Júpiter não acusavam o brilho suficiente para indicar uma fonte de aquecimento além das regiões polares do planeta. Graças ao telescópio Keck, O’Donoghue e sua equipe descobriram que as temperaturas começam bem altas nas auroras, como já previsto em trabalhos anteriores. “Mas agora pudemos observar que a aurora de Júpiter, apesar de ocupar menos de 10% da área de o planeta, parece estar aquecendo a coisa toda, acrescenta.

A pesquisa, aponta O’Donoghue, começou em Leicester, seguindo para a Universidade de Boston e depois para a NASA, antes de ser finalizada na JAXA, onde foram combinados dados da espaçonave Juno e da Hisaki, uma espécie de observatório espacial do Japão. Tom Stallard, co-autor do artigo, diz que: "esta 'crise de energia' tem sido um problema de longa data — os modelos falham em modelar adequadamente como o calor flui da aurora ou existe alguma outra fonte de calor desconhecida perto do equador?”.

O novo estudo descreve detalhes sem precedentes, revelando a ligação direta entre o aquecimento equatorial de Júpiter com as auroras em seus polos. A equipe elaborou cinco mapas da temperatura atmosférica com diferentes resoluções espacias e vasculhou mais de 10.000 pontos de dados individuais, considerando apenas os que apresentavam uma incerteza menor que 5%.

Auroras ocorrem quando as partículas altamente energéticas do Sol atingem o campo magnético de um planeta e, ao colidirem com átomos e moléculas presentes na atmosfera, é liberada luz e energia desse processo — como as auroras boreais da Terra. Em Júpiter, o fenômeno é alimentado também pelo material vulcânico expelido por sua lua Io, proporcionando a aurora mais poderosa de todo o Sistema Solar e, consequentemente, o aquecimento das regiões polares do planeta.

Os modelos indicam que gigantes gasosos, como Júpiter, funcionam como uma geladeira gigante, onde a energia térmica extraída do equador em direção ao polo é depositada na baixa atmosfera das regiões polares. Isto sugere, de acordo com o novo estudo, que as auroras, que mudam rapidamente, podem gerar ondas de energia contra esse fluxo em direção aos polos, de modo a conduzir calor ao equador do planeta.

O estudo abrange todo o sistema jupteriano, isto é, a atmosfera de Júpiter, sua magnetosfera e sua grande família de luas. O artigo foi publicado integralmente publicado na revista científica Nature deste mês.

Fonte: Space.com