Estas formas ovais do tamanho da Terra nos pólos norte e sul de Júpiter são visíveis apenas nos comprimentos de onda ultravioleta (UV) e aparecem e desaparecem aparentemente de forma aleatória, de acordo com um estudo liderado por astrónomos da Universidade da Califórnia, Berkeley.
Uma imagem ultravioleta em cores falsas de todo o planeta, mostrando a capa ou camada de neblina de hidrocarbonetos que cobre o pólo sul; a borda do capuz polar norte é visível no topo. Crédito da imagem: Troy Tsubota e Michael Wong, Universidade da Califórnia, Berkeley.
As ovais UV escuras de Júpiter, quando vistas, estão quase sempre localizadas logo abaixo das zonas aurorais brilhantes em cada pólo, que são semelhantes às luzes do norte e do sul da Terra.
As manchas absorvem mais UV do que a área circundante, fazendo com que pareçam escuras nas imagens do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA.
Nas imagens anuais do planeta obtidas pelo Hubble entre 2015 e 2022, uma forma oval UV escura aparece 75% das vezes no pólo sul, enquanto formas ovais escuras aparecem em apenas uma das oito imagens tiradas do pólo norte.
As ovais UV escuras sugerem processos incomuns que ocorrem no forte campo magnético de Júpiter, que se propagam até os pólos e profundamente na atmosfera, muito mais profundos do que os processos magnéticos que produzem as auroras na Terra.
Ovais UV escuros foram detectados pela primeira vez pelo Hubble na década de 1990 nos pólos norte e sul e posteriormente no pólo norte pela espaçonave Cassini da NASA que voou por Júpiter em 2000, mas chamaram pouca atenção.
Numa nova análise das imagens do Hubble, Troy Tsubota, estudante da Universidade da Califórnia em Berkeley, e colegas descobriram que as ovais eram uma característica comum no pólo sul – contaram oito ovais escuras UV do sul (SUDO) entre 1994 e 2022.
Em todos os 25 mapas globais do Hubble que mostram o pólo norte de Júpiter, eles encontraram apenas duas ovais escuras UV do norte (NUDO).
A maioria das imagens do Hubble foram capturadas como parte do Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL).
“Nos primeiros dois meses, percebemos que essas imagens OPAL eram como uma mina de ouro, em certo sentido, e rapidamente consegui construir esse pipeline de análise e enviar todas as imagens para ver o que obtemos”, disse Tsubota.
“Foi quando percebemos que poderíamos realmente fazer uma boa análise científica e de dados reais e começar a conversar com os colaboradores sobre por que isso aparece.”
Os autores também tiveram como objetivo determinar o que poderia causar essas áreas de neblina densa.
Eles teorizaram que o oval escuro é provavelmente agitado de cima por um vórtice criado quando as linhas do campo magnético do planeta experimentam fricção em dois locais muito distantes: na ionosfera, onde anteriormente detectaram movimento giratório usando telescópios terrestres, e na folha de plasma quente e ionizado ao redor do planeta derramado pela lua vulcânica Io.
O vórtice gira mais rápido na ionosfera, enfraquecendo progressivamente à medida que atinge cada camada mais profunda.
Tal como um tornado que pousa num solo poeirento, a extensão mais profunda do vórtice agita a atmosfera nebulosa para criar os pontos densos que os astrónomos observaram.
Não está claro se a mistura extrai mais neblina de baixo ou gera neblina adicional.
Com base nas observações, os pesquisadores suspeitam que as formas ovais se formam ao longo de cerca de um mês e se dissipam em algumas semanas.
“A névoa nas ovais escuras é 50 vezes mais espessa do que a concentração típica, o que sugere que provavelmente se forma devido à dinâmica do vórtice em vez de reações químicas desencadeadas por partículas de alta energia da atmosfera superior”, disse o Dr. na Universidade da Califórnia, Santa Cruz.
“As nossas observações mostraram que o momento e a localização destas partículas energéticas não se correlacionam com o aparecimento das ovais escuras.”
As descobertas são o que o projeto OPAL foi concebido para descobrir: como a dinâmica atmosférica nos planetas gigantes do sistema solar difere daquela que conhecemos na Terra.
“Estudar as conexões entre as diferentes camadas atmosféricas é muito importante para todos os planetas, seja um exoplaneta, Júpiter ou a Terra”, disse o Dr. Michael Wong, astrônomo da Universidade da Califórnia, Berkeley.
“Vemos evidências de um processo que conecta tudo em todo o sistema de Júpiter, desde o dínamo interior aos satélites e seus torii de plasma, à ionosfera e às neblinas estratosféricas.”
“Encontrar esses exemplos nos ajuda a compreender o planeta como um todo.”
O estudar foi publicado na revista Astronomia da Natureza.
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TK Tsubota e outros. Ovais polares escuros em UV em Júpiter como traçadores de conexões magnetosfera-atmosfera. Nat Astronpublicado on-line em 26 de novembro de 2024; doi: 10.1038/s41550-024-02419-0
Este artigo foi adaptado de um lançamento original da Universidade da Califórnia, Berkeley.
