O calor gerado por partículas carregadas de alta velocidade atingindo o ar acima dos pólos se espalha
A atmosfera superior de Júpiter está centenas de graus mais quente do que o esperado. Depois de uma pesquisa de décadas, os cientistas podem ter descoberto uma provável fonte desse calor anômalo. O culpado, sugere um novo estudo, são as auroras intensas do planeta, a versão de Júpiter das luzes do norte e do sul da Terra.
A temperatura da atmosfera superior de Júpiter, que orbita a uma distância média de 778 milhões de quilômetros do Sol, deve ser de cerca de -73 ° Celsius, diz James O’Donoghue, cientista planetário do Instituto JAXA de Ciência Espacial e Astronáutica em Sagamihara , Japão. Isso se deve em grande parte à fraca iluminação do sol, o que equivale a menos de 4 por cento da energia por metro quadrado que atinge a atmosfera da Terra. Em vez disso, a região várias centenas de quilômetros acima do topo das nuvens do planeta tem uma temperatura média de cerca de 426 ° C.
Os cientistas notaram essa incompatibilidade pela primeira vez há mais de 40 anos. Desde então, os pesquisadores tiveram várias ideias sobre onde o impulso térmico da atmosfera superior pode se originar, incluindo ondas de pressão ou ondas de gravidade criadas pela turbulência na parte inferior da atmosfera. Mas as observações de O’Donoghue e seus colegas agora fornecem evidências convincentes de que as auroras bombeiam calor por toda a alta atmosfera do planeta.
Os pesquisadores usaram o telescópio Keck II de 10 metros no topo do vulcão dormente Mauna Kea do Havaí para observar Júpiter em uma noite em 2016 e 2017. Especificamente, a equipe procurou por emissões infravermelhas que revelam a presença de moléculas de hidrogênio carregadas positivamente (H3 +). Essas moléculas são criadas quando partículas carregadas do vento solar, entre outras fontes, atingem a atmosfera do planeta a centenas ou milhares de quilômetros por segundo, pintando auroras polares.
Medir as intensidades das emissões infravermelhas dessas moléculas permitiu à equipe determinar o quão quente fica muito acima do topo das nuvens. Nessas regiões polares, as temperaturas na alta atmosfera provavelmente chegam a cerca de 725 ° C, relata a equipe na Nature de 5 de agosto. Mas em latitudes equatoriais, o mapa de calor da equipe mostrou que a temperatura cai para cerca de 325 ° C. Esse padrão de uma queda gradual na temperatura em direção a latitudes mais baixas reforça a noção de que as auroras de Júpiter são a fonte de calor anômalo na alta atmosfera e que os ventos dispersam esse calor das regiões polares.
Uma das noites em que a equipe observou Júpiter – 25 de janeiro de 2017 – foi particularmente oportuna porque Júpiter estava passando por uma forte explosão solar na época. Além de uma aurora intensa, os dados revelaram uma ampla faixa de gases mais quentes do que o normal em latitudes médias, que os pesquisadores interpretam como uma onda de calor rolando para o sul. “Foi pura sorte que capturamos esse evento potencial de derramamento de calor”, diz O’Donoghue.
As observações da equipe “estão perto de uma ‘arma fumegante’ para a redistribuição da energia auroral”, disse Tommi Koskinen, um cientista planetário da Universidade do Arizona em Tucson. O próximo desafio, observa ele, é entender os mecanismos subjacentes de produção e transferência de calor e, em seguida, incorporá-los às simulações dos pesquisadores da circulação atmosférica de Júpiter.
Publicado em 23/08/2021 10h40
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