Atmosfera de Júpiter ao redor da Grande Mancha Vermelha (Webb NIRCam e NIRSpec)
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Novas observações da Grande Mancha Vermelha em Júpiter revelaram que a atmosfera do planeta acima e ao redor da infame tempestade é surpreendentemente interessante e ativa. Este gráfico mostra a região observada por Webb – primeiro sua localização em uma imagem NIRCam de todo o planeta (esquerda), e a região em si (direita), fotografada pelo Espectrógrafo de Infravermelho Próximo (NIRSpec) de Webb. Crédito: ESA/Webb, NASA e CSA, Equipe Jupiter ERS, J. Schmidt, H. Melin, M. Zamani (ESA/Webb)

Usando o Telescópio Espacial James Webbos cientistas observaram a região acima Júpitericônica Great Red Spot para descobrir uma variedade de características nunca vistas antes. A região, que antes era considerada normal por natureza, abriga uma variedade de estruturas e atividades intrincadas.

Observações recentes do NIRSpec do Webb revelaram detalhes surpreendentes sobre a atmosfera superior de Júpiter, particularmente acima da Grande Mancha Vermelha, mostrando estruturas complexas influenciadas por ondas gravitacionais. Essas descobertas, capturadas usando os recursos de alta resolução do Webb, podem dar suporte à missão Jupiter Icy Moons Explorer (Juice), aprimorando nossa compreensão de Júpiter e suas luas.

Revelando a atmosfera de Júpiter

Júpiter é um dos objetos mais brilhantes no céu noturno, e é facilmente visto em uma noite clara. Além das brilhantes luzes do norte e do sul nas regiões polares do planeta, o brilho da atmosfera superior de Júpiter é fraco e, portanto, é desafiador para telescópios terrestres discernirem detalhes nesta região. No entanto, a sensibilidade infravermelha de Webb permite que os cientistas estudem a atmosfera superior de Júpiter acima da infame Grande Mancha Vermelha com detalhes sem precedentes.

A atmosfera superior de Júpiter é a interface entre o campo magnético do planeta e a atmosfera subjacente. Aqui, as exibições brilhantes e vibrantes das luzes do norte e do sul podem ser vistas, que são alimentadas pelo material vulcânico ejetado da lua de Júpiter, Io. No entanto, mais perto do equador, a estrutura da atmosfera superior do planeta é influenciada pela luz solar incidente. Como Júpiter recebe apenas 4% da luz solar que é recebida na Terra, os astrônomos previram que essa região seria homogênea por natureza.

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A Grande Mancha Vermelha de Júpiter foi observada pelo Espectrógrafo de Infravermelho Próximo (NIRSpec) do Webb em julho de 2022, usando os recursos da Unidade de Campo Integral do instrumento. As observações da Early Release Science da equipe buscaram investigar se essa região era de fato opaca, e a região acima da icônica Grande Mancha Vermelha foi o alvo das observações do Webb. A equipe ficou surpresa ao descobrir que a atmosfera superior hospeda uma variedade de estruturas intrincadas, incluindo arcos escuros e pontos brilhantes, em todo o campo de visão.

Atmosfera de Júpiter ao redor da Grande Mancha Vermelha (Imagem Webb NIRSpec)
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As observações do Webb NIRSpec mostram luz infravermelha emitida por moléculas de hidrogênio na ionosfera de Júpiter. Essas moléculas ficam a mais de 300 km acima das nuvens da tempestade, onde a luz do Sol ioniza o hidrogênio e estimula essa emissão infravermelha. Nesta imagem, cores mais vermelhas mostram a emissão de hidrogênio dessas altas altitudes na ionosfera do planeta. Cores mais azuis mostram luz infravermelha de altitudes mais baixas, incluindo topos de nuvens na atmosfera e a proeminente Grande Mancha Vermelha.
Júpiter está distante do Sol e, portanto, recebe um nível uniforme e baixo de luz do dia, o que significa que a maior parte da superfície do planeta é relativamente escura nesses comprimentos de onda infravermelhos – especialmente em comparação com a emissão de moléculas perto dos polos, onde o campo magnético de Júpiter é especialmente forte. Ao contrário das expectativas dos pesquisadores de que essa área pareceria homogênea por natureza, ela hospeda uma variedade de estruturas intrincadas, incluindo arcos escuros e pontos brilhantes, em todo o campo de visão.
Crédito: ESA/Webb, NASA e CSA, H. Melin, M. Zamani (ESA/Webb)

Descobertas surpreendentes acima da Grande Mancha Vermelha

“Nós achamos que essa região, talvez ingenuamente, seria realmente chata”, compartilhou o líder da equipe Henrik Melin da Universidade de Leicester no Reino Unido. “Na verdade, é tão interessante quanto a aurora boreal, se não mais. Júpiter nunca deixa de surpreender.”

Embora a luz emitida por essa região seja impulsionada pela luz solar, a equipe sugere que deve haver outro mecanismo alterando a forma e a estrutura da atmosfera superior.

“Uma maneira pela qual você pode mudar essa estrutura é por ondas gravitacionais – semelhantes às ondas quebrando em uma praia, criando ondulações na areia”, explicou Henrik. “Essas ondas são geradas profundamente na turbulenta atmosfera inferior, ao redor da Grande Mancha Vermelha, e podem viajar em altitude, mudando a estrutura e as emissões da atmosfera superior.”

Observações e implicações futuras

A equipe explica que essas ondas atmosféricas podem ser observadas na Terra ocasionalmente, no entanto, elas são muito mais fracas do que aquelas observadas em Júpiter por Webb. Eles também esperam conduzir observações de acompanhamento de Webb desses padrões de ondas intrincados no futuro para investigar como os padrões se movem dentro da atmosfera superior do planeta e desenvolver nossa compreensão do orçamento de energia dessa região e como as características mudam ao longo do tempo.

Estas descobertas também podem apoiar o Jupiter Icy Moons Explorer da ESA, Juice, que foi lançado em 14 de abril de 2023. O Juice fará observações detalhadas de Júpiter e suas três grandes luas oceânicas – Ganimedes, Calisto e Europa – com um conjunto de instrumentos de sensoriamento remoto, geofísicos e in situ. A missão caracterizará essas luas como objetos planetários e possíveis habitats, explorará o ambiente complexo de Júpiter em profundidade e estudará o sistema mais amplo de Júpiter como um arquétipo para gigantes gasosos em todo o Universo.

Reflexões sobre o impacto da pesquisa

Essas observações foram feitas como parte do programa Early Release Science #1373: Observações do Sistema Joviano pelo ERS como uma demonstração das capacidades do JWST para a ciência do sistema solar (Co-PIs: I. de Pater, T. Fouchet).

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“Esta proposta do ERS foi escrita em 2017”, partilhou o membro da equipa Imke de Pater, do Universidade da California, Berkeley. “Um dos nossos objetivos era investigar por que a temperatura acima da Grande Mancha Vermelha parecia ser alta, já que na época observações recentes com o NASA A Infrared Telescope Facility revelou. No entanto, nossos novos dados mostraram resultados muito diferentes.”

Esses resultados foram publicados em Astronomia da Natureza.

Referência: “Irregularidades ionosféricas em Júpiter observadas pelo JWST” por Henrik Melin, J. O’Donoghue, L. Moore, TS Stallard, LN Fletcher, MT Roman, J. Harkett, ORT King, EM Thomas, R. Wang, PI Tiranti, KL Knowles, I. de Pater, T. Fouchet, PH Fry, MH Wong, BJ Holler, R. Hueso, MK James, GS Orton, A. Mura, A. Sánchez-Lavega, E. Lellouch, K. de Kleer e MR Showalter, 21 de junho de 2024, Astronomia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02305-9

O Webb é o maior e mais poderoso telescópio já lançado ao espaço. Sob um acordo de colaboração internacional, a ESA forneceu o serviço de lançamento do telescópio, usando o veículo de lançamento Ariane 5. Trabalhando com parceiros, a ESA foi responsável pelo desenvolvimento e qualificação das adaptações do Ariane 5 para a missão Webb e pela aquisição do serviço de lançamento pela Arianespace. A ESA também forneceu o espectrógrafo de trabalho NIRSpec e 50% do instrumento de infravermelho médio MEU DEUSque foi projetado e construído por um consórcio de institutos europeus financiados nacionalmente (o Consórcio Europeu MIRI) em parceria com JPL e a Universidade do Arizona.

Webb é uma parceria internacional entre a NASA, a ESA e a Agência Espacial Canadense (CSA).



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Formado em Educação Física, apaixonado por tecnologia, decidi criar o site news space em 2022 para divulgar meu trabalho, tenho como objetivo fornecer informações relevantes e descomplicadas sobre diversos assuntos, incluindo jogos, tecnologia, esportes, educação e muito mais.