Revelações extraordinárias sobre Atmosfera e Interior de Júpiter

A sonda Juno concluiu recentemente o primeiro terço da sua missão em órbita de Júpiter. Como que para assinalar o evento, a equipa de cientistas associada ao projecto publicou na semana passada um conjunto de quatro artigos em que descreve as principais descobertas realizadas até à data com base nos dados enviados pela sonda. Trata-se de revelações extraordinárias!

A origem e estrutura do sistema de bandas que dá à atmosfera de Júpiter este aspecto tão dinâmico é um dos mistérios que os dados recolhidos pela sonda Juno estão a permitir desvendar.
Crédito: NASA/JPL/University of Arizona.

A estrutura em bandas da atmosfera de Júpiter é conhecida há centenas de anos. Apesar de missões planetárias anteriores — e.g., as sondas Voyager 1 e 2 e a sonda Galileo — terem contribuído com alguma informação sobre a velocidade dos ventos nas diferentes bandas e sobre a composição química das nuvens no topo da atmosfera, o que se passava mais fundo, centenas ou mesmo milhares de quilómetros para o interior do planeta, permaneceu um mistério até agora. A sonda Juno foi desenhada para orbitar Júpiter de muito perto e “sentir” as nuances da sua gravidade, pequenos desvios ao que seria de esperar se o planeta fosse perfeitamente esférico e homogéneo. Estes desvios permitem aos cientistas inferir a estrutura interna do planeta e responder a perguntas como:

– Tem ou não um núcleo sólido?

– Qual a estrutura e profundidade da atmosfera?

– Alguma parte do planeta gira como um corpo rígido?

– Como é a circulação atmosférica nos pólos?

A primeira pergunta, a mais difícil e o objectivo principal da missão, vai precisar de mais tempo para ser respondida definitivamente (pelo menos assim esperam os cientistas).

Para a segunda pergunta os cientistas têm já uma resposta e é extraordinária! Os dados enviados pela Juno implicam que a camada de nuvens de Júpiter tem cerca de 3 mil quilómetros de profundidade — na Terra, essa camada da atmosfera, designada por troposfera, tem apenas 11 quilómetros — e uma massa estimada de 3 terras! A energia que promove a formação de nuvens e a sua deslocação pelo vento provém do interior quente do planeta. As nuvens movem-se em resposta a ventos dominantes com velocidades de centenas de quilómetros por hora denominados de jet streams semelhantes aos existentes na atmosfera terrestre mas muitíssimo mais poderosos. Estes resultados podem ser extrapolados para outros planetas como Saturno ou os inúmeros gigantes de gás detectados em torno de outras estrelas. Para Saturno, por exemplo, os cientistas prevêem que a atmosfera deve ser pelo menos 3 vezes mais profunda do que a de Júpiter.

A circulação atmosférica de Júpiter com os vários jet streams, responsáveis pelas bandas visíveis no planeta, extendem-se até uma profundidade de 3 mil quilómetros.
Crédito: NASA/JPL-Caltech.

É também sobejamente conhecido que a rotação de Júpiter, quando medida pelo movimento das nuvens por um telescópio, varia em função da latitude. Na região equatorial uma rotação completa demora cerca de 9h50m; nas regiões temperadas e próximas dos pólos demora 5 minutos mais. Os cientistas puderam deduzir também que este comportamento só ocorre até à raíz da troposfera. A partir dessa profundidade, o planeta parece rodar como um corpo rígido, a uma só velocidade angular em todas as latitudes. Isto responde à terceira pergunta.

Nesta imagem, oito tempestades gigantes com ventos da ordem dos 350 quilómetros por hora, equivalentes a ciclones de categoria 5 na Terra, rodeiam uma outra tempestade gigante centrada no pólo norte de Júpiter.
Crédito: NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM

Finalmente, a resposta à quarta pergunta foi obtida a partir de dados recolhidos por um instrumento originalmente desenhado para observar as auroras em Júpiter — o JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper). As imagens obtidas mostram que junto aos pólos os jet streams deixam de ser dominantes e a circulação atmosférica torna-se mais caótica, tendo os cientistas observado várias tempestades ciclónicas de proporções épicas em actividade simultânea nestas latitudes. O aspecto caótico da atmosfera nas regiões polares é confirmado também por imagens obtidas pela JunoCam, a única câmara de luz visível instalada na sonda, que tem vindo a deliciar cientistas e amantes da astronomia com imagens inéditas do gigante de gás.

Referência: NASA