O Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA captou novos detalhes das auroras no maior planeta do nosso Sistema Solar. As luzes dançantes observadas em Júpiter são centenas de vezes mais brilhantes do que as que se observam na Terra. Com a sensibilidade avançada de Webb, os astrónomos estudaram os fenómenos para melhor compreender a magnetosfera de Júpiter.
As auroras são criadas quando partículas de alta energia entram na atmosfera de um planeta perto dos seus polos magnéticos e colidem com átomos de gás. As auroras em Júpiter não são apenas enormes, são também centenas de vezes mais energéticas do que as auroras na Terra. Aqui, as auroras são causadas por tempestades solares – quando as partículas carregadas caem na atmosfera superior, excitam os gases e fazem com que estes brilhem com as cores vermelho, verde e roxo. Entretanto, Júpiter tem uma fonte adicional para as suas auroras; o forte campo magnético do gigante gasoso capta partículas carregadas dos seus arredores. Isto inclui não só as partículas carregadas do vento solar, mas também as partículas lançadas para o espaço pela lua Io, que a orbita, conhecida pelos seus numerosos e grandes vulcões. Os vulcões de Io expelem partículas que, surpreendentemente, escapam à gravidade da lua e orbitam Júpiter. Uma barragem de partículas carregadas libertadas pelo sol durante as tempestades solares também atinge o planeta. O grande e poderoso campo magnético de Júpiter captura partículas carregadas e acelera-as a velocidades tremendas. Estas partículas velozes atingem a atmosfera do planeta com energias elevadas, o que excita o gás e faz com que este brilhe.
Agora, as características únicas do Webb estão a fornecer novos insights sobre as auroras em Júpiter. A sensibilidade do telescópio permite aos astrónomos aumentar a velocidade do obturador para captar características aurorais de rápida variação. Os novos dados foram captados com a Câmara de Infravermelhos Próximos (NIRCam) do Webb no dia de Natal de 2023 por uma equipa de cientistas liderada por Jonathan Nichols, da Universidade de Leicester, no Reino Unido.
“Que presente de Natal foi este! Fiquei simplesmente maravilhado!” partilhou Jonathan. Queríamos ver a rapidez com que as auroras mudam, esperando que aparecessem e desaparecessem lentamente, talvez ao longo de um quarto de hora ou mais. Em vez disso, observamos toda a região auroral a borbulhar e a explodir de luz, variando por vezes a cada segundo.
Os dados da equipa descobriram que a emissão do ião tri-hidrogénio, conhecido como H3+, é muito mais variável do que se acreditava anteriormente. As observações ajudarão os cientistas a compreender melhor como a atmosfera superior de Júpiter é aquecida e arrefecida.
A equipa também descobriu algumas observações inexplicáveis nos seus dados.
“O que tornou estas observações ainda mais especiais é que também tirámos fotografias simultaneamente no ultravioleta com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA”, acrescentou Jonathan. Estranhamente, a luz mais brilhante observada por Webb não tinha uma contrapartida real nas imagens do Hubble. Isso deixou-nos perplexos. Para provocar a combinação de brilho observada por Webb e Hubble, precisamos de uma combinação aparentemente impossível de grandes quantidades de partículas de muito baixa energia a atingir a atmosfera – como uma tempestade de chuviscos! Ainda não percebemos como isso acontece.
A equipa planeia agora estudar esta discrepância entre os dados do Hubble e do Webb e explorar as implicações mais amplas para a atmosfera e o ambiente espacial de Júpiter. Pretendem também dar continuidade a esta investigação com mais observações do Webb, que poderão ser comparadas com os dados da sonda espacial Juno da NASA para explorar melhor a causa da enigmática emissão brilhante.
Esta informação pode também dar apoio ao Jupiter Icy Moons Explorer, da Agência Espacial Europeia, Juice, que se encontra a caminho de Júpiter para fazer observações detalhadas do gigante planeta gasoso e das suas três grandes luas oceânicas — Ganimedes, Calisto e Europa. O Juice observará as auroras de Júpiter com sete instrumentos científicos únicos, incluindo dois geradores de imagens. Estas medições detalhadas vão ajudar-nos a compreender como o campo magnético e a atmosfera do planeta interagem, bem como o efeito que as partículas carregadas de Io e das outras luas têm na atmosfera de Júpiter.
Estes resultados foram obtidos a partir dos dados utilizando o programa de observação Ciclo 2 de Webb n.º 4566 e o programa de observação de Hubble n.º 17471. Os resultados foram publicados na Nature Communications.
Texto original: Webb reveals new details and mysteries in Jupiter’s aurora
Tradução automática via Google
Imagens: ESA