5350: Observado pela primeira vez o nascimento das misteriosas tempestades aurorais de Júpiter

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA

ULiège / IMAGE / WIC / MODIS / STScI / UVS / SwRI / JPL-Caltech / NASA

Novos resultados do instrumento Ultraviolet Spectrograph na missão Juno da NASA revelam, pela primeira vez, o nascimento das tempestades aurorais – o brilho único da manhã das auroras de Júpiter.

Estas imensas exibições transitórias de luz ocorrem em ambos os pólos de Júpiter e já tinham sido observadas anteriormente por observatórios na órbita terrestre, como é o caso do Telescópio Espacial Hubble da NASA.

Descobertas pela primeira vez pela Faint Object Camera do Hubble em 1994, as tempestades da madrugada consistem num brilho e alargamento de curta duração, mas intenso, do oval auroral principal de Júpiter – uma cortina de luz que envolve os dois pólos – perto de onde a atmosfera emerge da escuridão na região do início da manhã.

Antes das imagens de  Juno, as observações da aurora ultravioleta de Júpiter forneciam apenas vistas laterais, escondendo tudo o que acontecia no lado nocturno do planeta.

“Observar a aurora de Júpiter da Terra não permite que se veja além do limbo, no lado nocturno dos pólos de Júpiter. Explorações por outras naves espaciais – Voyager, Galileo, Cassini – aconteceram a distâncias relativamente grandes e não voaram sobre os pólos, por isso não conseguiram ver a imagem completa”, disse Bertrand Bonfond, investigador da Universidade de Liège, na Bélgica, em comunicado.

“É por isso que os dados do Juno são uma verdadeira virada de jogo, permitindo-nos compreender melhor o que está a acontecer à noite, onde nascem as tempestades do amanhecer”, acrescentou o cientista.

Os investigadores descobriram que as tempestades da madrugada nascem no lado nocturno do gigante gasoso. Conforme o planeta gira, a tempestade do amanhecer seguinte gira com Júpiter para o lado diurno, onde estas complexas e intensamente brilhantes feições aurorais tornam-se ainda mais luminosas, emitindo de centenas a milhares de giga-watts de luz ultravioleta para o Espaço.

O salto no brilho implica que as tempestades do amanhecer despejam pelo menos 10 vezes mais energia na atmosfera superior de Júpiter do que a aurora típica.

“Quando olhámos para toda a sequência da tempestade do amanhecer, não conseguimos deixar de notar que são muito semelhantes a um tipo de auroras terrestres chamadas sub-tempestades”, disse Zhonghua Yao, da Universidade de Liège.

As substâncias resultam de breves distúrbios na magnetosfera da Terra – a região do Espaço controlada pelo campo magnético do planeta – que liberta energia para a ionosfera do planeta.

A semelhança entre as sub-tempestades terrestres e jupiterianas é surpreendente porque as magnetosferas de Júpiter e da Terra são radicalmente diferentes. Na Terra, a magnetosfera é essencialmente controlada pela interacção do vento solar – a corrente de partículas carregadas que fluem do Sol – com o campo magnético da Terra.

Já a magnetosfera de Júpiter é principalmente povoada por partículas que escapam da lua vulcânica Io, que ficam ionizadas e aprisionadas ao redor do gigante gasoso devido ao seu campo magnético.

Estas novas descobertas vão permitir um estudo mais aprofundado das diferenças e semelhanças que impulsionam a formação da aurora, proporcionando uma melhor compreensão de como estes fenómenos planetários ocorrem em mundos dentro e fora do nosso Sistema Solar.

Flashes de luz sob a forma de “duendes” observados pela primeira vez em Júpiter

A missão Juno da NASA detectou pela primeira vez flashes de luz sobre a forma de “duendes” ou “elfos” na…

Ler mais

“O poder que Júpiter possui é incrível. A energia nestas auroras do amanhecer é mais um exemplo de como este planeta gigante realmente é poderoso”, disse Scott Bolton, principal investigador de Juno do Southwest Research Institute. “As revelações da tempestade do amanhecer são outra surpresa da missão Juno, que está constantemente a reescrever o livro sobre como o gigante funciona”.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica AGU Advances.

Por Maria Campos
18 Março, 2021


4585: Flashes de luz sob a forma de “duendes” observados pela primeira vez em Júpiter

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/JÚPITER

NASA/JPL-Caltech/SwRI

A missão Juno da NASA detectou pela primeira vez flashes de luz sobre a forma de “duendes” ou “elfos” na atmosfera de Júpiter.

Em comunicado, os cientistas da agência espacial norte-americana explicam que estes flashes de luz, formalmente apelidados como eventos de luz transitória (TLEs), são fenómenos “brilhantes, imprevisíveis e extremamente breves”.

Os flashes de luz foram detectados graças a dados do espectrógrafo de ultravioleta (UVS) da sonda espacial Juno, cujos primeiros sinais sobre estes fenómenos foram publicamente divulgados no verão do ano passado.

“O UVS foi projectado para caracterizar as belas luzes do norte e sul de Júpiter”, disse Rohini Giles, autor principal do estudo que descreve a descoberta e cujos resultados foram esta semana publicados na revista Journal of Geophysical Research: Planets.

O especialista explica que as imagens não mostravam apenas a aurora dos planeta, mas também um “flash brilhante de luz ultravioleta no canto onde não deveria estar”.

Depois de os dados terem sido analisados, a equipa chegou a conclusão de que Juno detectou pela primeira vez um fenómeno TLE no maior planeta do Sistema Solar.

Este tipo de eventos são causados ​​por descargas de raios de tempestades eléctricas muito baixas e também acontecem na Terra a até 97 quilómetros acima de tempestades intensas, iluminando grande parte do céu e durando apenas alguns milissegundos – comparável à fracção de tempo de um piscar de olhos.

Na Terra, os ‘duendes’ e ‘elfos’ aparecem em tons de avermelhada devido à sua interacção com o nitrogénio na alta atmosfera, mas em Júpiter, a alta atmosfera é composta principalmente por hidrogénio e, por isso, é provável que apareçam em azul ou rosa”.

Os cientistas suspeitavam já de eventos luminosos na atmosfera de Júpiter há algum tempo, mas as observações recentes de 11 flashes brilhantes confirmaram o fenómenos.

ZAP //

Por ZAP
2 Novembro, 2020


3452: Missão Juno da NASA lança luz sobre o mistério da água de Júpiter

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A missão Juno da NASA conseguiu os primeiros resultados sobre a quantidade de água na atmosfera de Júpiter. Os resultados, publicados recentemente na revista Nature Astronomy, estimam que, no equador, a água representa cerca de 0,25% das moléculas na atmosfera de Júpiter – quase três vezes a quantidade que se verifica no Sol. Estas são também as primeiras descobertas sobre a abundância de água neste gigante gasoso desde que, em 1995, a missão Galileo sugeriu que Júpiter poderia ser extremamente seco em comparação com o Sol (a comparação não tem por base a água líquida, mas a presença dos seus componentes, oxigénio e hidrogénio, presentes no Sol).

A JunoCam, a bordo da sonda Juno da NASA, capturou esta imagem da região equatorial sul de Júpiter a 1 de Setembro de 2017. Créditos: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill.

A obtenção de uma estimativa precisa da quantidade total de água na atmosfera de Júpiter é, há décadas, procurada pelos cientistas planetários, e representa uma peça determinante no quebra-cabeça da formação do Sistema Solar. Júpiter foi provavelmente o primeiro planeta a formar-se e contém a maior parte do gás e da poeira que não foram agregados pelo Sol.

As principais teorias sobre a sua formação baseiam-se na quantidade de água que o planeta absorveu. A abundância de água também tem implicações importantes para a meteorologia (para o fluir das correntes de vento) e para a estrutura interna deste gigante gasoso. As descargas eléctricas – um fenómeno tipicamente alimentado pela humidade – detectadas em Júpiter pela Voyager e outras sondas espaciais já sugeriam a presença de água, mas a estimativa precisa da quantidade de água nas profundezas da atmosfera de Júpiter permanecia incerta.

Nuvens brancas e espessas visíveis nesta imagem da zona equatorial de Júpiter obtida pela JunoCam. Nas frequências de micro-ondas, estas nuvens são transparentes, permitindo que o radiómetro de micro-ondas da Juno meça a água na atmosfera de Júpiter. A imagem foi obtida durante a aproximação de 16 de Dezembro de 2017. Créditos: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill.

Em Dezembro 1995, a sonda Galileo parou de transmitir apenas 57 minutos após o início da sua descida, devido à pressão esmagadora. Mas antes disso transmitiu por rádio medidas da quantidade de água na atmosfera do gigante gasoso, obtidas pelo espectrómetro, até uma profundidade de cerca de 120 quilómetros, onde a pressão atmosférica atingia cerca de 22 bar. Os cientistas que trabalhavam nos dados ficaram desanimados por encontrar dez vezes menos água do que espetavam.

E houve algo ainda mais surpreendente: a quantidade de água medida pela sonda Galileo parecia estar ainda a aumentar na maior profundidade medida, bem abaixo do nível onde as teorias sugerem que a atmosfera deve estar bem misturada. Numa atmosfera bem misturada, o conteúdo de água é constante em toda a região e representa em geral uma média global; por outras palavras, é provável que esse conteúdo seja representativo da água em todo o planeta. Estes resultados, combinados com um mapa infravermelho obtido ao mesmo tempo por um telescópio terrestre, sugeriram que a sonda poderia ter tido apenas azar, obtendo a amostra num ponto meteorológico de Júpiter invulgarmente quente e seco.

“Quando pensamos que já estamos a perceber melhor as coisas, Júpiter lembra-nos de que ainda temos muito a aprender,” disse Scott Bolton, investigador principal da Juno no Southwest Research Institute, em San Antonio. “A surpreendente descoberta da Juno de que a atmosfera não estava bem misturada, mesmo muito abaixo do topo das nuvens, é um quebra-cabeças que ainda estamos a tentar perceber. Ninguém imaginaria que a água pudesse ser tão variável em todo o planeta”.

Medindo a água a partir de cima

Movida a energia solar, a sonda Juno foi lançada em 2011. Tendo em conta a experiência da sonda Galileo, a missão Juno pretende obter leituras de abundâncias de água em grandes regiões do enorme planeta. O MWR (Microwave Radiometer) da Juno, um novo tipo de instrumento para a exploração planetária no espaço profundo, observa Júpiter de cima usando seis antenas que medem a temperatura atmosférica a várias profundidades em simultâneo. O MWR aproveita o facto de a água absorver certos comprimentos de onda da radiação de micro-ondas, o mesmo truque usado pelos fornos de micro-ondas para aquecer rapidamente os alimentos. As temperaturas medidas são usadas para restringir a quantidade de água e amónia na atmosfera profunda, pois ambas as moléculas absorvem a radiação de micro-ondas.

Para obter estas descobertas, a equipa científica da Juno usou os dados recolhidos durante os 8 primeiros voos de aproximação a Júpiter. Inicialmente, concentraram-se na região equatorial, onde a atmosfera parece melhor misturada, mesmo em profundidade, que em outras regiões. A partir de cima, o radiómetro foi capaz de recolher dados na atmosfera de Júpiter a uma maior profundidade do que a sonda Galileo – 150 quilómetros, onde a pressão atinge cerca de 33 bar.

“Descobrimos que há mais água no equador do que aquela que a sonda Galileo mediu,” disse Cheng Li, cientista da Juno na Universidade da Califórnia, em Berkeley. “Como a região equatorial em Júpiter é muito especial, precisamos de comparar estes resultados com a quantidade de água existente em outras regiões”.

Em direcção a norte

A órbita de 53 dias da Juno está lentamente a mover-se para norte, como se pretendia, trazendo a cada aproximação mais informação sobre o hemisfério norte de Júpiter. Os membros da equipa estão ansiosos por ver como varia o conteúdo de água na atmosfera com a latitude e a região, e também por perceber o que têm a dizer os pólos, ricos em ciclones, sobre a abundância global de água no gigante gasoso.

A 24ª aproximação de Juno a Júpiter ocorreu a 17 de Fevereiro. A próxima irá ocorrer a 10 de Abril de 2020.

“Qualquer aproximação é um evento de descoberta,” disse Bolton. “Em Júpiter, temos sempre algo novo. A Juno deu-nos uma lição importante: precisamos de nos aproximar de um planeta para testarmos as nossas teorias”.

Portal do Astrónomo
Fonte da notícia: NASA

 

 

2040: Juno da NASA encontra mudanças no campo magnético de Júpiter

Esta imagem faz parte de uma animação que ilustra o campo magnético de Júpiter durante um único momento no tempo. A Grande Mancha Azul, uma concentração invisível do campo magnético perto do equador, sobressai como uma característica particularmente forte.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Harvard/Moore et al.

A missão Juno da NASA fez, em Júpiter, a primeira detecção definitiva, para lá da Terra, de um campo magnético interno que muda com o tempo, um fenómeno chamado variação secular. A Juno determinou que a variação secular do gigante gasoso é provavelmente impulsionada pelos ventos atmosféricos profundos do planeta.

A descoberta ajudará os cientistas a melhor entender a estrutura interior de Júpiter – incluindo a dinâmica atmosférica – bem como as mudanças no campo magnético da Terra. O artigo sobre a descoberta foi publicado na revista Nature Astronomy.

“A variação secular há décadas que faz parte da lista de desejos dos cientistas planetários,” disse Scott Bolton, investigador principal da Juno no SwRI (Southwest Research Institute) em San Antonio, no estado norte-americano do Texas. “Esta descoberta só pôde ser feita graças aos instrumentos científicos extremamente precisos da Juno e à natureza única da órbita de Juno, que a aproxima muito do planeta enquanto viaja de pólo a pólo.”

A caracterização do campo magnético de um planeta requer medições de muito perto. Os cientistas da Juno compararam dados de missões anteriores da NASA a Júpiter (Pioneer 10 e 11, Voyager 1 e Ulysses) com um novo modelo do campo magnético de Júpiter (chamado JRM09). O novo modelo tem por base dados recolhidos pelo seu magnetómetro durante as primeiras passagens científicas da Juno por Júpiter, um instrumento capaz de gerar um mapa tridimensional detalhado do campo magnético.

O que os cientistas descobriram é que, desde os primeiros dados do campo magnético de Júpiter fornecidos pelas naves espaciais Pioneer, até aos dados mais recentes fornecidos pela Juno, houve mudanças pequenas, mas distintas, no campo.

“A descoberta de algo tão minúsculo quanto estas mudanças, em algo tão imenso quanto o campo magnético de Júpiter, foi um desafio,” disse Kimee Moore, cientista da Juno e da Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts, EUA. “Ter uma linha de base de observações íntima, durante quatro décadas, forneceu-nos dados suficientes para confirmar que o campo magnético de Júpiter realmente muda com o tempo.”

Assim que a equipa da Juno provou a existência de variação secular, procuraram explicar como tal mudança pode ocorrer. A operação dos ventos atmosféricos (ou zonais) de Júpiter explica melhor as mudanças no seu campo magnético. Estes ventos estendem-se desde a superfície do planeta até mais de 3000 quilómetros de profundidade, onde o interior do planeta começa a mudar de gás para metal líquido altamente condutor. Pensa-se que cortam os campos magnéticos, esticando-os e transportando-os pelo planeta.

Em nenhum lugar de Júpiter a variação secular é tão grande quanto na Grande Mancha Azul do planeta, uma mancha intensa de campo magnético perto do equador de Júpiter. A combinação da Grande Mancha Azul, com os seus fortes campos magnéticos localizados e fortes ventos zonais nesta latitude resultam nas maiores variações seculares no campo do mundo joviano.

“É incrível que uma mancha magnética estreita, a Grande Mancha Azul, possa ser responsável por quase toda a variação secular de Júpiter, mas os números confirmam,” disse Moore. “Com esta nova compreensão dos campos magnéticos, durante as futuras passagens científicas vamos começar a criar um mapa global da variação secular de Júpiter. Também poderá ter aplicações para os cientistas que estudam o campo magnético da Terra, que ainda contém muitos mistérios por resolver.”

Astronomia On-line
24 de Maio de 2019

[vasaioqrcode]

1416: Câmara da NASA revela tempestades gigantes em Júpiter

As imagens estão a ser captadas pela JunoCam

Foto NASA / SWRI / MSSS / GERALD EICHSTÄDT / SEÁN DORAN

Foto NASA / SWRI / MSSS / GERALD EICHSTÄDT / SEÁN DORAN

Detalhe de uma das tempestades de Júpiter
Foto Image copyrightMARSEC

A missão Juno da agência espacial norte americana NASA está a revelar novas imagens de ciclones em Júpiter, que estão a contribuir para aumentar o conhecimento cientifico sobre a composição e a formação do planeta que orbita a cada 53 dias.

As imagens estão a ser captadas pela JunoCam, câmara enviada na missão Juno com o objectivo de obter as melhores imagens das regiões polares de Júpiter.

“Quando passámos pela primeira vez para lá dos pólos, soubemos que estávamos a ver um território em Júpiter que nunca tínhamos visto antes”, explica a professora Candice Hansen, do Instituto da Ciência Planetário, no Arizona, responsável pelo projecto JunoCam, citada pela BBC. “O que não esperávamos era que pudéssemos ver ciclones em forma de polígonos, enormes tempestades – o dobro do tamanho do Texas”, acrescenta.

Diário de Notícias
13 Dezembro 2018 — 18:51

[vasaioqrcode]

 

633: Juno resolve mistério com 39 anos dos raios de Júpiter

 

Desde que a sonda Voyager 1 da NASA passou por Júpiter, em Março de 1979, os cientistas têm procurado descobrir a origem das descargas eléctricas em Júpiter. Esse encontro confirmou a existência dos relâmpagos jovianos, de que a teoria falava há séculos. Mas quando a sonda avançou, os dados mostraram que os sinais de rádio associados às descargas eléctricas não correspondiam aos sinais produzidos pelos raios aqui na Terra.

Num novo artigo, publicado na revista Nature, os cientistas da missão Juno da NASA descrevem agora como as descargas eléctricas em Júpiter são análogas às da Terra, embora tenham uma distribuição praticamente oposta.

Ilustração da distribuição de raios no hemisfério norte de Júpiter, composta por uma imagem da JunoCam e por desenhos ilustrativos. Os dados da missão Juno indicam que a maior parte das descargas eléctricas em Júpiter acontecem perto dos pólos.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/SwRI/JunoCam.

“Independentemente do planeta, os raios agem como transmissores de rádio – enviando ondas de rádio quando cruzam o céu,” disse Shannon Brown, do Laboratório de Propulsão a Jacto da NASA, em Pasadena, Califórnia, cientista da Juno e principal autora do estudo. “Mas até à Juno, os sinais de raios registados pelas sondas espaciais (Voyager 1 e 2, Galileo, Cassini) limitaram-se a detecções visuais ou então foram registados na faixa dos quilohertz do espectro de rádio, apesar de terem sido procurados sinais na faixa dos megahertz. Houve muitas teorias a tentar dar uma explicação, mas nenhuma chegou à resposta.”

Chega a Juno, que está na órbita de Júpiter desde 4 de Julho de 2016. No seu conjunto de instrumentos altamente sensíveis está o MWR (Microwave Radiometer Instrument), que regista as emissões do gigante gasoso num amplo espectro de frequências.

“Nos dados das oito primeiras passagens, o MWR detectou 377 descargas eléctricas,” disse Brown. “Foram gravadas na faixa dos megahertz e dos gigahertz, que é onde se detectam as emissões de raios terrestres. Julgamos que a razão pela qual somos os únicos a observar isto se deve ao facto de a Juno estar a voar mais perto dos raios que nunca, e estarmos à procura numa frequência de rádio que passa facilmente através da ionosfera de Júpiter.”

Ao mesmo tempo que mostra como os raios de Júpiter são semelhantes aos da Terra, o novo estudo também observa que estes relâmpagos surgem em cada planeta em locais muito diferentes.

“A distribuição de raios em Júpiter é oposta à distribuição na Terra,” disse Brown. “Há muita actividade perto dos pólos de Júpiter, mas nenhuma perto do equador. Ora, isto não se aplica ao nosso planeta – basta perguntar a alguém que more nos trópicos.”

Porque motivo se concentram os raios na Terra perto do equador e em Júpiter perto dos pólos? A resposta relaciona-se com o calor.

Sabe-se que a Terra recebe a maior parte do calor externamente, da radiação solar. Como o equador terrestre é mais directamente afectado pela luz do Sol, o ar quente e húmido sobe (por convecção) mais livremente, alimentando as trovoadas e produzindo mais raios nessa região.

A órbita de Júpiter está cinco vezes mais distante do Sol que a da Terra, o que significa que o planeta gigante recebe 25 vezes menos luz solar que a Terra. A atmosfera de Júpiter recebe a maior parte do calor de dentro do planeta, porém, os raios solares não são irrelevantes. Eles fornecem algum calor que aquece mais o equador de Júpiter que os pólos – tal como acontece na Terra. Os cientistas acreditam que este aquecimento equatorial é suficiente para criar estabilidade na atmosfera superior de Júpiter, inibindo a subida do ar quente a partir de dentro. Os pólos, que não recebem esse calor na atmosfera superior, ficam sem estabilidade atmosférica, o que permite que os gases quentes do interior de Júpiter subam, estimulando a convecção e criando, deste modo, condições para os raios.

“Estas descobertas podem ajudar-nos a compreender melhor a composição, circulação e os fluxos de energia em Júpiter,” disse Brown. Mas surge ainda uma outra questão: “embora observemos raios próximos a ambos os pólos, por que é que são principalmente registados no pólo norte de Júpiter?”

Num segundo artigo, publicado na revista Nature Astronomy, Ivana Kolmašová, da Academia Checa de Ciências, em Praga, e a sua equipa apresentam o maior banco de dados de emissões de rádio de baixa frequência geradas por raios em torno de Júpiter (whistlers) até à data. O conjunto, com mais de 1600 sinais recolhidos pelo instrumento Waves da Juno, é quase 10 vezes superior ao registado pela Voyager 1. A Juno detectou picos de quatro relâmpagos por segundo (semelhantes a taxas observadas em tempestades na Terra) que são seis vezes superiores aos picos detectados pela Voyager 1.

“Estas descobertas só podiam acontecer com a Juno,” disse Scott Bolton, do Southwest Research Institute, San Antonio, investigador principal da Juno. “A sua órbita única permite que a sonda voe mais perto de Júpiter que qualquer outra sonda na história, e por isso a força do sinal do que o planeta está a irradiar é mil vezes mais forte. Além disso, contamos com instrumentos de micro-ondas e de ondas de plasma de última geração, que nos permitem detectar até mesmo os sinais de luz fracos da cacofonia das emissões de rádio de Júpiter.”

A sonda Juno fará o seu 13º voo sobre os misteriosos topos de nuvens de Júpiter no dia 16 de Julho.

Fonte da notícia: NASA
Portal do Astrónomo
Teresa Direitinho
7 Junho, 2018

[vasaioqrcode]

[SlideDeck2 id=1476]

[powr-hit-counter id=2c0bf7e6_1528538200673]