29.11.23

Missão Juno, da NASA, descobre que ventos de Júpiter penetram em camadas cilíndricas

A descoberta oferece insights mais profundos sobre a estrutura interna há muito debatida do gigante gasoso.

Juno, da NASA, capturou essa visão de Júpiter durante o 54º sobrevoo próximo do planeta gigante em 7 de setembro. A imagem foi feita com dados brutos do instrumento JunoCam que foi processado para melhorar detalhes em recursos e cores da nuvem. Créditos da imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Processamento de imagens por Tanya Oleksuik CC BY NC SA 3.0.

Dados gravitacionais coletados pela missão Juno, da NASA, indicam que os ventos atmosféricos de Júpiter penetram no planeta de forma cilíndrica, paralelamente ao seu eixo de rotação. Um artigo sobre as descobertas foi publicado recentemente na revista Nature Astronomy.

A natureza violenta da atmosfera agitada de Júpiter tem sido uma fonte de fascínio para astrônomos e cientistas planetários, e Juno tem um lugar ao lado dos acontecimentos desde que entrou em órbita em 2016. Durante cada um dos 55 até o momento da espaçonave, um conjunto de instrumentos científicos espiou abaixo do turbulento convés de nuvens de Júpiter para descobrir como o gigante gasoso funciona de dentro para fora.

Uma maneira de a missão Juno aprender sobre o interior do planeta é por meio da ciência do rádio. Usando as antenas da Deep Space Network da NASA, os cientistas rastreiam o sinal de rádio da espaçonave enquanto Juno passa por Júpiter a velocidades próximas a 130.000 mph (209.000 km/h), medindo pequenas mudanças em sua velocidade – tão pequenas quanto 0,01 milímetro por segundo. Essas mudanças são causadas por variações no campo gravitacional do planeta e, medindo-as, a missão pode essencialmente ver 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 1.860 milhas (3.000 quilômetros).

Fazendo as contas

Para determinar a localização e a natureza cilíndrica dos ventos, os autores do estudo aplicaram uma técnica matemática que modela as variações gravitacionais e as elevações da superfície de planetas rochosos como a Terra. Em Júpiter, a técnica pode ser usada para mapear com precisão ventos em profundidade. Usando os dados Juno de alta precisão, os autores conseguiram gerar um aumento de quatro vezes na resolução em relação aos modelos anteriores criados com dados dos exploradores pioneiros da NASA Voyager e Galileo.

Esta ilustração mostra descobertas 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 pela Juno, da Nasa, é mostrado no recorte: o jato está a 21 graus de latitude norte no nível das nuvens, mas 1.800 milhas (3.000 quilômetros) abaixo disso, está a 13 graus de latitude norte. Créditos da imagem: NASA/JPL-Caltech/SSI/SWRI/MSSS/ASI/ INAF/JIRAM/Björn Jónsson CC POR 3.0.

"Aplicamos uma técnica restritiva desenvolvida para conjuntos de dados esparsos em planetas terrestres para processar os dados Juno", disse Ryan Park, cientista da Juno e líder da investigação científica da gravidade da missão do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. "Esta é a primeira vez que uma técnica desse tipo é aplicada a um planeta exterior."

As medições do campo gravitacional corresponderam a um modelo de duas décadas que determinou que os poderosos fluxos zonais leste-oeste de Júpiter se estendem das zonas brancas e vermelhas e cinturões para dentro. Mas as medições também revelaram que, em vez de se estender em todas as direções como uma esfera irradiante, os fluxos zonais vão para dentro, cilíndrico, e são orientados ao longo da direção do eixo de rotação de Júpiter. Como os ventos atmosféricos profundos de Júpiter são estruturados tem sido debatido desde a década de 1970, e a missão Juno agora resolveu o debate.


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