Juno resolve mistério com 39 anos dos raios de Júpiter

Desde que a sonda Voyager 1 da NASA passou por Júpiter, em março de 1979, os cientistas têm procurado descobrir a origem das descargas elétricas em Júpiter. Esse encontro confirmou a existência dos relâmpagos jovianos, de que a teoria falava há séculos. Mas quando a sonda avançou, os dados mostraram que os sinais de rádio associados às descargas elétricas não correspondiam aos sinais produzidos pelos raios aqui na Terra.

Num novo artigo, publicado na revista Nature, os cientistas da missão Juno da NASA descrevem agora como as descargas elétricas em Júpiter são análogas às da Terra, embora tenham uma distribuição praticamente oposta.

“Independentemente do planeta, os raios agem como transmissores de rádio – enviando ondas de rádio quando cruzam o céu,” disse Shannon Brown, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia, cientista da Juno e principal autora do estudo. “Mas até à Juno, os sinais de raios registados pelas sondas espaciais (Voyager 1 e 2, Galileo, Cassini) limitaram-se a deteções visuais ou então foram registados na faixa dos quilohertz do espectro de rádio, apesar de terem sido procurados sinais na faixa dos megahertz. Houve muitas teorias a tentar dar uma explicação, mas nenhuma chegou à resposta.”

Chega a Juno, que está na órbita de Júpiter desde 4 de julho de 2016. No seu conjunto de instrumentos altamente sensíveis está o MWR (Microwave Radiometer Instrument), que regista as emissões do gigante gasoso num amplo espectro de frequências.

“Nos dados das oito primeiras passagens, o MWR detetou 377 descargas elétricas,” disse Brown. “Foram gravadas na faixa dos megahertz e dos gigahertz, que é onde se detetam as emissões de raios terrestres. Julgamos que a razão pela qual somos os únicos a observar isto se deve ao facto de a Juno estar a voar mais perto dos raios que nunca, e estarmos à procura numa frequência de rádio que passa facilmente através da ionosfera de Júpiter.”

Ao mesmo tempo que mostra como os raios de Júpiter são semelhantes aos da Terra, o novo estudo também observa que estes relâmpagos surgem em cada planeta em locais muito diferentes.

“A distribuição de raios em Júpiter é oposta à distribuição na Terra,” disse Brown. “Há muita atividade perto dos polos de Júpiter, mas nenhuma perto do equador. Ora, isto não se aplica ao nosso planeta – basta perguntar a alguém que more nos trópicos.”

Porque motivo se concentram os raios na Terra perto do equador e em Júpiter perto dos polos? A resposta relaciona-se com o calor.

Sabe-se que a Terra recebe a maior parte do calor externamente, da radiação solar. Como o equador terrestre é mais diretamente afetado pela luz do Sol, o ar quente e húmido sobe (por convecção) mais livremente, alimentando as trovoadas e produzindo mais raios nessa região.

A órbita de Júpiter está cinco vezes mais distante do Sol que a da Terra, o que significa que o planeta gigante recebe 25 vezes menos luz solar que a Terra. A atmosfera de Júpiter recebe a maior parte do calor de dentro do planeta, porém, os raios solares não são irrelevantes. Eles fornecem algum calor que aquece mais o equador de Júpiter que os polos – tal como acontece na Terra. Os cientistas acreditam que este aquecimento equatorial é suficiente para criar estabilidade na atmosfera superior de Júpiter, inibindo a subida do ar quente a partir de dentro. Os polos, que não recebem esse calor na atmosfera superior, ficam sem estabilidade atmosférica, o que permite que os gases quentes do interior de Júpiter subam, estimulando a convecção e criando, deste modo, condições para os raios.

“Estas descobertas podem ajudar-nos a compreender melhor a composição, circulação e os fluxos de energia em Júpiter,” disse Brown. Mas surge ainda uma outra questão: “embora observemos raios próximos a ambos os polos, por que é que são principalmente registados no polo norte de Júpiter?”

Num segundo artigo, publicado na revista Nature Astronomy, Ivana Kolmašová, da Academia Checa de Ciências, em Praga, e a sua equipa apresentam o maior banco de dados de emissões de rádio de baixa frequência geradas por raios em torno de Júpiter (whistlers) até à data. O conjunto, com mais de 1600 sinais recolhidos pelo instrumento Waves da Juno, é quase 10 vezes superior ao registado pela Voyager 1. A Juno detetou picos de quatro relâmpagos por segundo (semelhantes a taxas observadas em tempestades na Terra) que são seis vezes superiores aos picos detetados pela Voyager 1.

“Estas descobertas só podiam acontecer com a Juno,” disse Scott Bolton, do Southwest Research Institute, San Antonio, investigador principal da Juno. “A sua órbita única permite que a sonda voe mais perto de Júpiter que qualquer outra sonda na história, e por isso a força do sinal do que o planeta está a irradiar é mil vezes mais forte. Além disso, contamos com instrumentos de micro-ondas e de ondas de plasma de última geração, que nos permitem detetar até mesmo os sinais de luz fracos da cacofonia das emissões de rádio de Júpiter.”

A sonda Juno fará o seu 13º voo sobre os misteriosos topos de nuvens de Júpiter no dia 16 de julho.

Fonte da notícia: NASA