3546: Dados da Cassini podem explicar mistério atmosférico de Saturno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Imagem a cores falsas de Saturno, construída a partir de dados obtidos pela sonda Cassini da NASA, que mostra o brilho das auroras situadas a cerca de 1000 km do topo das nuvens da região polar sul do planeta. Está entre as primeiras imagens divulgadas num estudo que identifica imagens que mostram emissões aurorais, de entre todo o catálogo de imagens captadas pelo espectrómetro de mapeamento visual e infravermelho da Cassini.
Crédito: NASA/JPL/ASI/Universidade do Arizona/Universidade de Leicester

As camadas superiores nas atmosferas dos gigantes gasosos – Saturno, Júpiter, Úrano e Neptuno – são quentes, assim como as da Terra. Mas, ao contrário da Terra, o Sol está demasiado longe para explicar as altas temperaturas. A sua fonte de calor tem sido um dos grandes mistérios da ciência planetária.

Uma nova análise de dados da sonda Cassini da NASA encontrou uma explicação viável para o que mantém as camadas superiores de Saturno e, possivelmente, dos outros gigantes gasosos, tão quentes: auroras nos pólos norte e sul do planeta. Correntes eléctricas, desencadeadas por interacções entre ventos solares e partículas carregadas das luas de Saturno, formam auroras e aquecem a atmosfera superior (tal como com as auroras da Terra, o seu estudo informa os cientistas do que está a acontecer na atmosfera do planeta).

O trabalho, publicado no dia 6 de Abril na revista Nature Astronomy, é o mapeamento mais completo da temperatura e da densidade da atmosfera superior de um gigante gasoso – uma região que, em geral, tem sido pouco compreendida.

Ao construir uma imagem completa de como o calor circula na atmosfera, os cientistas conseguem entender melhor como as correntes eléctricas aurorais aquecem as camadas superiores da atmosfera de Saturno e impulsionam os ventos. O sistema eólico global pode distribuir esta energia, que é inicialmente depositada perto dos pólos em direcção às regiões equatoriais, aquecendo-as para o dobro da temperatura esperada apenas do aquecimento solar.

“Os resultados são vitais para a nossa compreensão geral das atmosferas superiores planetárias e são uma parte importante do legado da Cassini,” disse o autor Tommi Koskinen, membro da equipa UVIS (Ultraviolet Imaging Spectograph) da Cassini. “Ajudam a resolver a questão de porque é que a parte mais alta da atmosfera é tão quente enquanto o resto da atmosfera – devido à grande distância do Sol – é fria.”

Gerida pelo JPL da NASA no sul da Califórnia, a Cassini foi uma sonda que observou Saturno por mais de 13 anos antes de esgotar o seu combustível. A missão mergulhou na atmosfera do planeta em Setembro de 2017, em parte para proteger a lua Encélado, que a Cassini descobriu ter condições adequadas para a vida. Mas antes da sua queda, a Cassini realizou 22 órbitas ultra-próximas de Saturno, uma etapa chamada Grande Final.

Foi durante o Grande Final que os principais dados foram recolhidos para o novo mapa de temperatura da atmosfera de Saturno. Durante seis semanas, a Cassini teve como alvo várias estrelas brilhantes nas constelações de Orionte e Cão Maior, enquanto passavam por trás de Saturno. À medida que a sonda observava as estrelas a nascer e a porem-se através do planeta gigante, os cientistas analisavam como a luz estelar mudava à medida que passava pela atmosfera.

A medição da densidade da atmosfera deu aos cientistas a informação que precisavam para descobrir as temperaturas (a densidade diminui com a altitude, e a taxa de diminuição depende da temperatura). Descobriram que as temperaturas atingem um pico perto das auroras, indicando que as correntes eléctricas aurorais aquecem a atmosfera superior.

E tanto as medições de densidade como de temperatura ajudaram os cientistas a descobrir as velocidades dos ventos. Entender a atmosfera superior de Saturno, onde o planeta encontra o espaço, é fundamental para entender o clima espacial e o seu impacto noutros planetas do nosso Sistema Solar, bem como em exoplanetas em torno de outras estrelas.

Astronomia On-line
10 de Abril de 2020

 

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