Uma nova pesquisa espacial da Universidade de Leicester revelou, pela primeira vez, um complexo ‘cabo de guerra’ ilumina auroras na atmosfera superior de Júpiter, usando uma combinação de dados da sonda Juno da NASA e do Telescópio Espacial Hubble.
O estudo, publicado no Journal of Geophysical Research: Space Physics, descreve o delicado ciclo atual impulsionado pela rápida rotação de Júpiter e a liberação de enxofre e oxigênio dos vulcões em sua lua, Io.
Pesquisadores da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leicester usaram dados da Juno’s Magnetic Field Investigation (MAG), que mede o campo magnético de Júpiter a partir da órbita do gigante gasoso, e observações do Space Telescope Imaging Spectrograph realizado pelo Telescópio Espacial Hubble.
Sua pesquisa fornece a evidência mais forte até agora de que as poderosas auroras de Júpiter estão associadas a um sistema de corrente elétrica que atua como parte de um cabo de guerra com material na magnetosfera, a região dominada pelo enorme campo magnético do planeta.
O Dr. Jonathan Nichols é leitor de Auroras Planetárias na Universidade de Leicester e autor correspondente do estudo. Ele disse: ?Tínhamos teorias ligando essas correntes elétricas e as poderosas auroras de Júpiter há mais de duas décadas, e foi tão emocionante poder finalmente testá-las procurando essa relação nos dados. E quando conspiramos um contra o outro, quase caí da cadeira quando vi o quão clara é a conexão.
?É emocionante descobrir essa relação porque não apenas nos ajuda a entender como funciona o campo magnético de Júpiter, mas também os de planetas que orbitam outras estrelas, para os quais usamos anteriormente as mesmas teorias, e agora com confiança renovada.?
Apesar de seu enorme tamanho ? com um diâmetro mais de 11 vezes maior que o da Terra ? Júpiter gira uma vez aproximadamente a cada nove horas e meia.
Io tem tamanho e massa semelhantes à lua da Terra, mas orbita Júpiter a uma distância média de 422.000 km; cerca de 10% mais longe. Com mais de 400 vulcões ativos, Io é o objeto geologicamente mais ativo do Sistema Solar.
Os cientistas há muito suspeitavam de uma relação entre as auroras de Júpiter e o material ejetado de Io a uma taxa de muitas centenas de quilogramas por segundo, mas os dados capturados por Juno se mostraram ambíguos.
O Dr. Scott Bolton, do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA, é o Investigador Principal (PI) da missão Juno. Ele disse: ?Esses resultados emocionantes sobre como as auroras de Júpiter funcionam são uma prova do poder de combinar observações baseadas na Terra do Hubble com medições de Juno. As imagens do HST fornecem uma visão geral ampla enquanto Juno investiga de perto. Juntos, eles formam uma ótima equipe!?
Grande parte do material liberado de Io é impulsionado para longe de Júpiter pelo campo magnético de rotação rápida do planeta e, à medida que se move para fora, sua taxa de rotação tende a diminuir. Isso resulta em um cabo de guerra eletromagnético, no qual Júpiter tenta manter esse material girando em sua velocidade de rotação por meio de um sistema de correntes elétricas que fluem através da atmosfera superior e da magnetosfera do planeta.
O componente da corrente elétrica que flui para fora da atmosfera do planeta, carregado por elétrons disparados para baixo ao longo das linhas do campo magnético na atmosfera superior, foi pensado para impulsionar a principal emissão auroral de Júpiter.
No entanto, antes da chegada de Juno, essa ideia nunca havia sido testada, pois nenhuma espaçonave com instrumentos relevantes havia orbitado perto o suficiente de Júpiter. E quando Juno chegou em 2016, a assinatura esperada de tal sistema de corrente elétrica não foi relatada – e, embora tais assinaturas já tenham sido encontradas – uma das grandes surpresas da missão de Juno foi mostrar que a natureza dos elétrons acima da órbita de Júpiter regiões polares é muito mais complexo do que se esperava inicialmente.
Os pesquisadores compararam o brilho da principal emissão auroral de Júpiter com medições simultâneas da corrente elétrica que flui para longe do maior planeta do Sistema Solar na magnetosfera durante uma parte inicial da missão de Juno.
Essas auroras foram observadas com instrumentos a bordo do Telescópio Espacial Hubble, em órbita terrestre. Ao comparar as medições de corrente do lado do amanhecer com o brilho das auroras de Júpiter, a equipe demonstrou a relação entre a intensidade auroral e a força da corrente magnetosférica.
Stan Cowley é professor emérito de física solar-planetária na Universidade de Leicester e co-autor do estudo, e estudou as poderosas auroras de Júpiter por 25 anos. O professor Cowley acrescentou: ?Tendo mais de cinco anos de dados em órbita da espaçonave Juno, juntamente com dados de imagens aurorais do HST, agora temos o material à mão para analisar em detalhes a física geral do ambiente de plasma externo de Júpiter, e mais está por vir da missão estendida de Juno, agora em andamento. Esperamos que nosso presente artigo seja seguido por muitos outros explorando esse tesouro para uma nova compreensão científica.?
Publicado em 07/02/2022 08h54
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