A natureza violenta da atmosfera de Júpiter tem sido uma fonte de fascínio para os cientistas. A espaçonave Juno da NASA está acompanhando o que está acontecendo desde que entrou na órbita ao redor do gigante gasoso em 2016. Durante sobrevôos de Júpiter, um conjunto de instrumentos científicos espiou abaixo de seu turbulento convés de nuvens para descobrir como o gigante gasoso funciona a partir de o avesso. Uma forma pela qual a missão Juno aprende sobre o interior do planeta é através da ciência do rádio. Usando as antenas da Deep Space Network da NASA, os cientistas planetários rastreiam o sinal de rádio da nave espacial enquanto Juno passa por Júpiter a velocidades próximas de 209.000 km/h (130.000 mph), medindo pequenas mudanças na sua velocidade. Essas mudanças são causadas por variações no campo gravitacional do planeta e, ao medi-las, a missão pode essencialmente observar a atmosfera de Júpiter. Tais medições levaram a inúmeras descobertas, incluindo a existência de um núcleo diluído nas profundezas de Júpiter e a profundidade das zonas e cinturões do planeta, que se estendem do topo das nuvens até aproximadamente 3.000 km (1.860 milhas).
Esta ilustração mostra a descoberta de que os ventos atmosféricos de Júpiter penetram no planeta de forma cilíndrica e paralela ao seu eixo de rotação. O jato mais dominante registrado pelo Juno da NASA é mostrado no recorte: o jato está a 21 graus de latitude norte no nível das nuvens, mas 3.000 km abaixo disso, está a 13 graus de latitude norte. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/SSI/SWRI/MSSS/ASI/INAF/JIRAM/Björn Jónsson/CC BY 3.0.
Para determinar a localização e a natureza cilíndrica dos ventos jovianos, o cientista da Juno, Ryan Park, e colegas aplicaram uma técnica matemática que modela variações gravitacionais e elevações da superfície de planetas rochosos como a Terra.
Em Júpiter, a técnica pode ser usada para mapear com precisão os ventos em profundidade.
Usando os dados de alta precisão do Juno, os pesquisadores conseguiram gerar um aumento de quatro vezes na resolução em relação aos modelos anteriores criados com dados dos exploradores jovianos da NASA, Voyager e Galileo.
“Aplicamos uma técnica de restrição desenvolvida para conjuntos de dados esparsos em planetas terrestres para processar os dados de Juno. Esta é a primeira vez que tal técnica foi aplicada a um planeta exterior”, disse o Dr. Park, pesquisador do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.
As medições do campo gravitacional corresponderam a um modelo de duas décadas que determinava que os poderosos fluxos zonais leste-oeste de Júpiter se estendem das zonas e cinturões brancos e vermelhos no nível das nuvens para dentro.
Mas as medições também revelaram que, em vez de se estenderem em todas as direções como uma esfera radiante, os fluxos zonais dirigem-se para dentro, de forma cilíndrica, e são orientados ao longo da direção do eixo de rotação de Júpiter.
A forma como os ventos atmosféricos profundos de Júpiter estão estruturados tem sido debatida desde a década de 1970, e a missão Juno resolveu agora o debate.
“Todos os 40 coeficientes de gravidade medidos pela Juno correspondem aos nossos cálculos anteriores sobre o que esperamos que seja o campo gravitacional se os ventos penetrarem nos cilindros”, disse o co-investigador da Juno, Dr. Yohai Kaspi, investigador do Instituto de Ciência Weizmann.
“Quando percebemos que todos os 40 números correspondiam exatamente aos nossos cálculos, foi como ganhar na loteria.”
“Além de melhorar a compreensão atual da estrutura interna e origem de Júpiter, a nova aplicação do modelo gravitacional poderia ser usada para obter mais informações sobre outras atmosferas planetárias.”
“À medida que a jornada de Juno avança, estamos alcançando resultados científicos que realmente definem um novo Júpiter e que provavelmente são relevantes para todos os planetas gigantes, tanto dentro do nosso sistema solar como além”, disse o investigador principal da Juno, Dr. Instituto de Pesquisa do Sudoeste.
“A resolução do campo gravitacional recentemente determinado é notavelmente semelhante à precisão que estimamos há 20 anos.”
“É ótimo ver essa concordância entre nossa previsão e nossos resultados.”
O estudar foi publicado na revista Astronomia da Natureza.
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Y. Cáspio e outros. Evidência observacional de fluxos zonais cilíndricos orientados em Júpiter. Nat Astron, publicado on-line em 26 de outubro de 2023; doi: 10.1038/s41550-023-02077-8
