A atmosfera superior sobre a famosa mancha vermelha de Júpiter - uma tempestade gigante que já dura séculos - é muito mais quente do que em qualquer outro lugar deste gigante gasoso. O novo estudo, publicado na revista Nature, leva os cientistas a especular que os movimentos de uma tempestade gigante que assola a baixa atmosfera do planeta são responsáveis pelas altas temperaturas na alta atmosfera de Júpiter. Em outras palavras, isso significa que as duas camadas da atmosfera do planeta estão interconectadas e podem se influenciar.
A Grande Mancha Vermelha, como é chamada, é uma das características mais reconhecíveis de Júpiter. Conforme observado na agência aeroespacial da NASA, esse furacão gigante cobre uma área de vários milhares de quilômetros acima da superfície do planeta e possui ventos que sopram a velocidades de até 650 quilômetros por hora. A Grande Mancha Vermelha tem sido observada desde o final do século XIX. Astrônomos todo esse tempo estão tentando entender como essa tempestade se formou e que tipo de atmosfera está ao seu redor.
Em nosso tempo, os cientistas, usando dados obtidos usando o Infrared Telescope Facility da NASA no Havaí, descobriram que a atmosfera desta região é cerca de 1600 graus Kelvin (ou cerca de 1300 graus Celsius) mais quente do que a temperatura média da atmosfera superior do resto superfície de Júpiter, que tem cerca de 626 graus Celsius. Isso se explica pelo fato de que os fluxos turbulentos dessa gigantesca tempestade criam ondas acústicas dirigidas do planeta, que subsequentemente sacodem (e assim aquecem) os átomos na alta atmosfera, criando diferenças tão significativas de temperatura.
Esta descoberta sugere que a camada inferior e a camada superior da atmosfera de Júpiter estão interconectadas e podem se influenciar mutuamente. Este fato é bastante surpreendente quando você considera que a camada superior da atmosfera do planeta é cerca de 800 quilômetros mais larga do que a camada inferior.
“Não pensamos que as duas regiões pudessem ser interconectadas de alguma forma especial, mas descobrimos que não estão”, diz o pesquisador principal James O'Donoghue, um explorador planetário da Universidade de Boston.
Essa relação também pode ajudar a explicar o mistério da "crise de energia" planetária que tem atormentado os cientistas planetários por muitos anos. Consiste no fato de que as camadas superiores da atmosfera de Júpiter, e de fato de todos os gigantes gasosos de nosso sistema solar, são muito mais quentes do que deveriam. Os modelos de computador mostram que, dada a distância do planeta ao sol, a temperatura da alta atmosfera de Júpiter deveria estar em torno de 300 graus Kelvin (27 graus Celsius). No entanto, observações diretas mostram que sua atmosfera superior é muito mais quente do que este indicador. Os cientistas não tinham certeza de como explicar essa discrepância de temperatura, mas um novo estudo levou os especialistas a concluir que o excesso de calor vem de correntes que estão na baixa atmosfera.
Anteriormente, pensava-se que as auroras nos pólos de Júpiter poderiam se espalhar mais profundamente na atmosfera e, assim, aquecer o resto dela. No entanto, como O'Donoghue observa, os modelos de computador mostraram que isso é improvável. Devido aos ventos super rápidos que se movem de leste para oeste ao longo do equador de Júpiter, as auroras na maioria das vezes permanecem exclusivamente nos pólos do planeta. Outra explicação foi proposta relacionada às características acústicas das tempestades. No entanto, nenhuma evidência direta disso foi encontrada. Um novo estudo das temperaturas sobre a Grande Mancha Vermelha de Júpiter deu aos cientistas uma dica de como esse processo realmente ocorre.
Uma ilustração de como a Grande Mancha Vermelha envia ondas para a atmosfera superior do planeta
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“Uma boa analogia é a maneira como mexemos uma xícara de café com uma colher”, diz O'Donoghue.
“Se você girar uma colher no sentido horário e, em seguida, girar bruscamente no sentido anti-horário, muitas ondas e respingos se formarão na superfície do café. E mexendo o café dessa forma, você realmente o aquece. Além disso, como parte dessa agitação, algumas ondas sonoras são geradas.
Quase a mesma coisa acontece com a Grande Mancha Vermelha. Conforme a tempestade gira no sentido anti-horário, ela atinge as correntes da baixa atmosfera, que se movem no sentido horário, criando uma turbulência colossal. Isso também faz com que as ondas acústicas subam verticalmente. As ondas começam a sacudir os átomos na alta atmosfera e aquecê-los.
Processos semelhantes estão ocorrendo na Terra. Por exemplo, quando as correntes de ar se movem sobre os Andes, o ar colide com as montanhas, e ondas acústicas são formadas que sobem para a alta atmosfera, aquecendo-a ligeiramente. Observa-se que mesmo com os furacões e tsunamis que ocorrem na Terra, a atmosfera também se torna um pouco mais quente.
Os cientistas agora têm evidências muito convincentes do que está realmente acontecendo com a Grande Mancha Vermelha de Júpiter. Em sua opinião, os mesmos processos podem ocorrer em outras áreas da superfície deste planeta. No futuro, os pesquisadores planejam começar a observar as tempestades menores do gigante gasoso e, posteriormente, criar um mapa de temperatura bastante preciso de sua atmosfera superior.
Também deve ser lembrado que recentemente a espaçonave Juno entrou na órbita de Júpiter, que também estudará este gigantesco mundo e será capaz de fornecer os dados mais precisos sobre este planeta. Cientistas acreditam que é muito provável que a sonda encontre processos semelhantes para aquecer a atmosfera em furacões menores. Além disso, o aparelho, devido ao seu poderoso equipamento de observação, permitirá olhar ainda mais fundo dentro da Grande Mancha Vermelha.
"O artigo em análise sugere que a Grande Mancha Vermelha é responsável pelo aquecimento significativo da atmosfera acima dela", disse Mike Janssen, membro da missão Juno no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.
"Nosso aparelho ajudará a explicar o que é responsável pela própria Grande Mancha Vermelha."
NIKOLAY KHIZHNYAK
