Uma nova pesquisa publicada na Nature revelou a solução para a ‘crise de energia’ de Júpiter, que intrigou os astrônomos por décadas.
Cientistas espaciais da Universidade de Leicester trabalharam com colegas 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) para revelar o mecanismo por trás do aquecimento atmosférico de Júpiter.
Agora, usando dados do Observatório Keck, no Havaí, os astrônomos criaram o mapa mais detalhado, porém global, da alta atmosfera do gigante gasoso, confirmando pela primeira vez que as poderosas auroras de Júpiter são responsáveis por fornecer aquecimento em todo o planeta.
Dr. James O’Donoghue é pesquisador da JAXA e completou seu Ph.D. em Leicester, e é o autor principal do artigo de pesquisa. Ele disse:
“Começamos a tentar criar um mapa de calor global da atmosfera superior de Júpiter na Universidade de Leicester. O sinal não era brilhante o suficiente para revelar nada fora das regiões polares de Júpiter na época, mas com as lições aprendidas com esse trabalho, conseguimos tempo seguro em um dos maiores e mais competitivos telescópios da Terra alguns anos depois.”
“Usando o telescópio Keck, produzimos mapas de temperatura de extraordinário detalhe. Descobrimos que as temperaturas começam muito altas dentro da aurora, como esperado 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.”
“Esta pesquisa começou em Leicester e continuou na Universidade de Boston e NASA antes de terminar em JAXA no Japão. Colaboradores de cada continente trabalhando juntos tornaram este estudo bem-sucedido, combinado com dados da espaçonave Juno da NASA em órbita ao redor de Júpiter e da espaçonave Hisaki da JAXA, um observatório no espaço.”
O Dr. Tom Stallard e o Dr. Henrik Melin fazem parte da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leicester. Dr. Stallard adicionou:
“Há um enigma de longa data na fina atmosfera no topo de cada planeta gigante em nosso sistema solar. Com cada missão espacial de Júpiter, junto com observações baseadas em terra, nos últimos 50 anos, medimos consistentemente o temperaturas equatoriais muito altas.”
“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?”
“Este artigo descreve como mapeamos essa região com detalhes sem precedentes e mostramos que, em Júpiter, o aquecimento equatorial está diretamente associado ao aquecimento auroral.”
Aurorae ocorre quando partículas carregadas são capturadas no campo magnético de um planeta. Eles espiralam ao longo das linhas de campo em direção aos pólos magnéticos do planeta, atingindo átomos e moléculas na atmosfera para liberar luz e energia.
Na Terra, isso leva ao show de luz característico que forma a Aurora Borealis e Australis. Em Júpiter, o material expelido de sua lua vulcânica, Io, leva à aurora mais poderosa do Sistema Solar e a um enorme aquecimento nas regiões polares do planeta.
Embora as auroras de Júpiter tenham sido as principais candidatas para o aquecimento da atmosfera do planeta, as observações anteriormente não foram capazes de confirmar ou negar isso até agora.
Mapas anteriores da temperatura atmosférica superior foram formados usando imagens compostas por apenas vários pixels. Isso não é resolução suficiente para ver como a temperatura pode ser alterada em todo o planeta, fornecendo poucas pistas sobre a origem do calor extra.
Os pesquisadores criaram cinco mapas da temperatura atmosférica em diferentes resoluções espaciais, com o mapa de resolução mais alta mostrando uma medição de temperatura média para quadrados de dois graus de longitude ‘alto’ por dois graus de latitude ‘largo’.
A equipe vasculhou mais de 10.000 pontos de dados individuais, mapeando apenas pontos com uma incerteza de menos de 5%.
Modelos de atmosferas de gigantes gasosos sugerem que eles funcionam como uma geladeira gigante, com energia térmica extraída do equador em direção ao pólo e depositada na baixa atmosfera nessas regiões polares.
Essas novas descobertas sugerem que as auroras que mudam rapidamente podem gerar ondas de energia contra esse fluxo na direção dos pólos, permitindo que o calor alcance o equador.
As observações também mostraram uma região de aquecimento localizado na região sub-auroral que poderia ser interpretada como uma onda limitada de propagação de calor em direção ao equador, que poderia ser interpretada como evidência do processo de condução da transferência de calor.
A pesquisa planetária na Universidade de Leicester abrange toda a amplitude do sistema Jupiteriano, desde a magnetosfera e a atmosfera do planeta, até sua coleção diversificada de satélites.
Publicado em 05/08/2021 12h12
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