Girando em torno de Júpiter e suas 79 luas está a espaçonave Juno, um satélite financiado pela NASA que envia imagens do maior planeta do nosso sistema solar de volta aos pesquisadores na Terra. Essas fotografias deram aos oceanógrafos as matérias-primas para um novo estudo publicado hoje na Nature Physics que descreve a rica turbulência nos pólos de Júpiter e as forças físicas que impulsionam os grandes ciclones.
A autora principal Lia Siegelman, oceanógrafa física e estudiosa de pós-doutorado no Scripps Institution of Oceanography da Universidade da Califórnia em San Diego, decidiu prosseguir com a pesquisa depois de perceber que os ciclones no pólo de Júpiter parecem compartilhar semelhanças com vórtices oceânicos que ela estudou durante seu tempo como um Ph.D. aluna. Usando uma série dessas imagens e princípios usados na dinâmica dos fluidos geofísicos, Siegelman e colegas forneceram evidências para uma hipótese de longa data de que a convecção úmida ? quando o ar mais quente e menos denso sobe ? impulsiona esses ciclones.
“Quando vi a riqueza da turbulência em torno dos ciclones jovianos com todos os filamentos e redemoinhos menores, lembrei-me da turbulência que você vê no oceano em torno dos redemoinhos”, disse Siegelman. “Estes são especialmente evidentes em imagens de satélite de alta resolução de florescimento de plâncton, por exemplo.”
Siegelman diz que entender o sistema de energia de Júpiter, uma escala muito maior que a da Terra, também pode nos ajudar a entender os mecanismos físicos em jogo em nosso próprio planeta, destacando algumas rotas de energia que também podem existir na Terra.
“Ser capaz de estudar um planeta que está tão distante e encontrar física que se aplique lá é fascinante”, disse ela. “Isso levanta a questão, esses processos também valem para o nosso próprio ponto azul?”
Juno é a primeira espaçonave a capturar imagens dos pólos de Júpiter; satélites anteriores orbitavam a região equatorial do planeta, fornecendo vistas da famosa Mancha Vermelha do planeta. O Juno está equipado com dois sistemas de câmeras, um para imagens de luz visível e outro que captura assinaturas de calor usando o Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), um instrumento na espaçonave Juno apoiado pela Agência Espacial Italiana.
Siegelman e colegas analisaram uma série de imagens infravermelhas capturando a região polar norte de Júpiter e, em particular, o aglomerado de vórtices polares. A partir das imagens, os pesquisadores puderam calcular a velocidade e a direção do vento rastreando o movimento das nuvens entre as imagens. Em seguida, a equipe interpretou as imagens infravermelhas em termos de espessura das nuvens. As regiões quentes correspondem a nuvens finas, onde é possível ver mais profundamente a atmosfera de Júpiter. As regiões frias representam uma espessa cobertura de nuvens, cobrindo a atmosfera de Júpiter.
Essas descobertas deram aos pesquisadores pistas sobre a energia do sistema. Como as nuvens jovianas são formadas quando o ar mais quente e menos denso sobe, os pesquisadores descobriram que o ar que sobe rapidamente dentro das nuvens atua como uma fonte de energia que alimenta escalas maiores até os grandes ciclones circumpolares e polares.
Juno chegou pela primeira vez ao sistema joviano em 2016, fornecendo aos cientistas a primeira visão desses grandes ciclones polares, que têm um raio de cerca de 1.000 quilômetros ou 620 milhas. Existem oito desses ciclones ocorrendo no pólo norte de Júpiter e cinco no pólo sul. Essas tempestades estão presentes desde aquela primeira visão há cinco anos. Os pesquisadores não sabem ao certo como eles se originaram ou por quanto tempo estão circulando, mas agora sabem que a convecção úmida é o que os sustenta. Os pesquisadores primeiro levantaram a hipótese dessa transferência de energia depois de observar relâmpagos em tempestades em Júpiter.
Juno continuará orbitando Júpiter até 2025, fornecendo aos pesquisadores e ao público novas imagens do planeta e seu extenso sistema lunar.
Publicado em 14/01/2022 14h30
Artigo original:
Estudo original: