Tempestades solares produzem intensas auroras de raios X nos polos de Júpiter

Auroras de raios-X nos polos de Júpiter.
Crédito: raios-X: NASA/CXC/UCL/W.Dunn et al; ótico: NASA/STScI; adaptação de Sérgio Paulino.

Cientistas descobriram que a interação da magnetosfera de Júpiter com os intensos fluxos de partículas gerados pelas tempestades solares pode desencadear a formação de auroras de raios X sobre as regiões polares do planeta oito vezes mais brilhantes que o normal e centenas de vezes mais energéticas que as auroras terrestres. Os resultados foram obtidos a partir de observações realizadas pelo Observatório de Raios X Chandra durante o impacto de uma gigantesca ejeção de massa coronal na magnetosfera joviana, e constituem uma verdadeira antecipação do que a missão Juno poderá encontrar quando alcançar o planeta no próximo mês de julho. Um dos principais objetivos desta missão será investigar a relação de Júpiter com o Sol e o vento solar, através do estudo das auroras e do campo magnético do planeta.

“Existe uma permanente luta pela supremacia entre o vento solar e a magnetosfera de Júpiter”, explicou William Dunn, investigador do Colégio Universitário de Londres, no Reino Unido, e primeiro autor do trabalho divulgado no artigo publicado na semana passada na revista Journal of Geophysical Research – Space Physics. “Quisemos compreender esta interação e qual o seu efeito no planeta. Ao estudarmos como as auroras se modificam, podemos descobrir mais acerca da região do espaço controlada pelo campo magnético de Júpiter, e se (ou como) esta é influenciada pelo Sol. A compreensão desta relação é importante para [o estudo de] os inúmeros objetos magnéticos existentes na Galáxia, incluindo exoplanetas, anãs castanhas e estrelas de neutrões.”

O Sol emite um fluxo constante de partículas carregadas, denominado vento solar. Por vezes, irrompem na superfície solar gigantescas tempestades que tornam estes fluxos muito mais velozes e poderosos. Estes eventos comprimem violentamente a magnetosfera de Júpiter, deslocando os seus limites até 2 milhões de quilómetros através do espaço. Neste novo estudo, os cientistas descobriram que estas interações despoletam o aparecimento de auroras de raios X extremamente energéticas, em regiões nos polos do planeta com uma área total superior à da superfície da Terra.

Representação artística das auroras de raios X e da magnetosfera de Júpiter.
Crédito: JAXA.

“A comparação destas novas descobertas em Júpiter com o que já sabemos acerca da Terra irá ajudar a explicar como a meteorologia espacial é conduzida pela interação entre o vento solar e a magnetosfera da Terra”, afirmou Graziella Branduardi-Raymont, astrofísica do Colégio Universitário de Londres e coautora deste trabalho. “Uma nova compreensão de como a atmosfera de Júpiter é influenciada pelo Sol irá ajudar-nos [ainda] a caracterizar as atmosferas dos exoplanetas, dando-nos pistas acerca da capacidade de um planeta para suportar vida tal como a conhecemos.”

Para compreenderem como se comportam estas auroras durante as tempestades solares, os investigadores monitorizaram em outubro de 2011 as emissões de raios X em Júpiter, em dois períodos de 11 horas, numa altura em que se previa o impacto de uma ejeção de massa coronal na magnetosfera do planeta. Os dados obtidos foram depois usados para construir uma imagem tridimensional das auroras, capaz de permitir não só a localização exata da fonte responsável pela intensa atividade dos raios X, como também a identificação de outras áreas com potencial interesse para uma futura investigação.

“Uma das descobertas mais surpreendentes, realizadas no ano 2000, foi a presença de um ‘ponto quente’ brilhante de raios X nas auroras, que rodava [em sincronia] com o planeta”, disse Dunn. “[Este ponto] pulsava com emissões intensas de raios X a cada 45 minutos, como se fosse um farol planetário. Quando a tempestade solar chegou em 2011, vimos que o ‘ponto quente’ pulsava mais rapidamente, tornando-se mais brilhante a cada 26 minutos. Não temos a certeza de qual terá sido a causa para este aumento na velocidade mas, como se intensificou durante a tempestade, pensamos que as pulsações estão não só ligadas ao vento solar, como também a estas novas auroras brilhantes.” Os investigadores planeiam agora investigar como se formam estas auroras, recolhendo dados complementares através dos observatórios espaciais Chandra e XMM-Newton.

Podem encontrar todos os detalhes deste trabalho aqui.