As auroras de Saturno podem aquecer sua atmosfera como uma torradeira elétrica.
Medições das órbitas finais da sonda Cassini da NASA mostram que a atmosfera superior de Saturno é mais quente onde suas auroras brilham, uma descoberta que pode ajudar a resolver um mistério de longa data sobre os planetas exteriores.
A atmosfera superior de Saturno é muito mais quente do que os cientistas esperavam, com base na distância do planeta ao sol. De fato, acreditava-se que todos os planetas gigantes gasosos – Saturno, Júpiter, Urano e Netuno – apresentavam atmosferas frias de cerca de 150 kelvins (?123 ° Celsius). Mas os dados da sonda Voyager, que voaram além dos planetas exteriores nas décadas de 1970 e 1980, mostraram atmosferas superiores surpreendentemente quentes de 400 a 600 kelvins (125 a 325 ° C).
Os cientistas planetários consideram essa incompatibilidade uma “crise energética”. Algo injeta energia extra na atmosfera dos gigantes de gás, mas ninguém sabia o quê. “Tentar explicar por que essas temperaturas são tão altas tem sido um objetivo na física atmosférica planetária”, diz o cientista planetário Ron Vervack, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins.
Dados das últimas semanas da sonda Cassini podem apontar para uma resposta, afirmam o cientista planetário Zarah Brown, da Universidade do Arizona em Tucson, e colegas relatam em 6 de abril na Nature Astronomy.
Depois de orbitar Saturno por 13 anos, a Cassini terminou sua missão com uma série de mergulhos temerários entre o planeta e seus anéis antes de mergulhar na atmosfera de Saturno em setembro de 2017. Durante essas órbitas finais, a sonda sondou a atmosfera superior do planeta observando estrelas ao fundo. Medir a quantidade de luz das estrelas que a atmosfera bloqueia disse a Brown e colegas como a atmosfera é densa em diferentes pontos, uma pista para suas temperaturas.
Usando 30 dessas medições estelares, 22 das quais vieram das últimas seis semanas da missão da Cassini, a equipe mapeou as temperaturas atmosféricas de Saturno em todo o planeta e em diferentes profundidades. “Para os planetas externos, esse é um conjunto de dados sem precedentes”, diz o cientista planetário Tommi Koskinen, também da Universidade do Arizona.
A atmosfera era mais quente em torno das latitudes de 60 ° N e 60 ° S – aproximadamente onde as auroras brilhantes de Saturno aparecem. Auroras são luzes brilhantes que brilham quando partículas carregadas do sol interagem com a magnetosfera de um planeta, a região definida pelo campo magnético de um planeta. Diferentemente das auroras visíveis da Terra, as auroras de Saturno brilham principalmente na luz ultravioleta.
A luz das auroras não emite muito calor por si só, mas é acompanhada por correntes elétricas que podem gerar calor como os fios de uma torradeira. Esse processo, chamado aquecimento de Joule, também acontece na atmosfera da Terra.
Se as auroras de Júpiter, Urano e Netuno também coincidirem com o calor extra, as auroras podem resolver o mistério das atmosferas quentes em todo o sistema solar. O mesmo processo pode até ocorrer em exoplanetas, diz Brown.
Vervack, que trabalhou com o conjunto de dados da Voyager, mas não participou do novo trabalho, acha que este estudo marca “um grande passo em nosso entendimento” dessas quentes atmosferas superiores.
“O verdadeiro teste para saber se eles estão certos será quando você for a Urano ou Netuno”, cujas magnetosferas são mais complicadas que as de Saturno, diz ele. “Ser capaz de ver como nosso entendimento de Saturno se mantém quando chegarmos a esses sistemas mais complicados será realmente essencial para saber se lambemos ou não esse problema”.
Publicado em 07/04/2020 16h58
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