A aparência em faixas de Júpiter é criada pelo componente de “camada climática” das nuvens. Esta imagem composta mostra vistas de Júpiter em infravermelho (da esquerda para a direita) e luz visível capturada pelo Telescópio Gemini Norte e pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA, respectivamente. Crédito: Gemini International Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / NASA / ESA, MH Wong e I. de Pater (UC Berkeley) et al.
Novos resultados de NASASonda orbital de Juno Júpiter Uma imagem mais completa de como as características atmosféricas distintas e coloridas do planeta fornecem pistas sobre processos invisíveis sob suas nuvens. As descobertas destacam o funcionamento interno dos cinturões e regiões de nuvens que circundam Júpiter, bem como ciclones polares e até mesmo a Grande Mancha Vermelha.
Os pesquisadores publicaram vários artigos sobre as descobertas atmosféricas de Juno hoje na Science e no Journal of Geophysical Research: Planets. Artigos adicionais apareceram em duas edições recentes da Geophysical Research Letters.
“Essas novas observações de Juno abrem um tesouro de novas informações sobre as características observáveis e misteriosas de Júpiter”, disse Laurie Glaese, diretora da Divisão de Ciência Planetária da NASA na sede da agência em Washington. “Cada artigo lança luz sobre diferentes aspectos dos processos atmosféricos do planeta – um grande exemplo de como nossas equipes científicas internacionalmente diversificadas aumentam a compreensão do nosso sistema solar.”
Juno entrou na órbita de Júpiter em 2016. Durante cada uma das 37 passagens da espaçonave no planeta até o momento, um conjunto especializado de instrumentos emergiu sob sua superfície de nuvem turbulenta.
Esta ilustração combina uma imagem de Júpiter do instrumento JunoCam a bordo da espaçonave Juno da NASA com uma imagem composta da Terra para descrever o tamanho e a profundidade da Grande Mancha Vermelha de Júpiter. Crédito: Dados de imagem JunoCam: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS; Processamento de imagem JunoCam por Kevin M. Gill (CC BY); Imagem da Terra: NASA
“Anteriormente, Juno nos surpreendeu com indicações de que os fenômenos na atmosfera de Júpiter foram mais profundos do que o esperado”, disse Scott Bolton, principal investigador da Juno do Southwest Research Institute em San Antonio e principal autor do Journal of Science sobre a profundidade do vórtice de Júpiter. “Agora, estamos começando a colocar todas essas peças individuais juntas e obter nosso primeiro entendimento real de como funciona a bela e violenta atmosfera de Júpiter – em 3D.”
Juno radiômetro de microondas O MWR permite que os cientistas da missão observem abaixo do topo da nuvem de Júpiter e explorem a estrutura de suas muitas tempestades de vórtice. A mais famosa dessas tempestades é o icônico ciclone conhecido como Grande Mancha Vermelha. Este vórtice escarlate, mais largo que a Terra, intrigou os cientistas desde sua descoberta há quase dois séculos.
Os novos resultados mostram que os furacões são mais quentes no topo, com menor densidade atmosférica, enquanto são mais frios no fundo, com maior intensidade. Os anticiclones, girando na direção oposta, são mais frios na parte superior, mas mais quentes na parte inferior.
Os resultados também indicam que essas tempestades são muito mais longas do que o esperado, com algumas se estendendo por 60 milhas (100 quilômetros) abaixo do topo das nuvens e outras, incluindo a Grande Mancha Vermelha, se estendendo por mais de 200 milhas (350 quilômetros). Esta descoberta surpreendente mostra que os redemoinhos cobrem regiões mais distantes daquelas onde a água se condensa e se formam as nuvens, abaixo da profundidade onde a luz solar aquece a atmosfera.
A altura e o tamanho da Grande Mancha Vermelha significam que a concentração de massa atmosférica dentro da tempestade pode ser detectada por instrumentos que estudam o campo gravitacional de Júpiter. Os dois sobrevôos de Juno sobre o local mais famoso de Júpiter forneceram a oportunidade de pesquisar a assinatura da gravidade da tempestade e completar os resultados do MWR em sua profundidade.
Com Juno viajando baixo acima da superfície da nuvem de Júpiter a 130.000 milhas por hora (209.000 quilômetros por hora), os cientistas foram capazes de medir mudanças de velocidade de 0,01 milímetros por segundo usando a antena de rastreamento Deep Space Network da NASA, a uma distância de mais de 400 milhões de milhas . (650). milhões de km). Isso permitiu que a equipe restringisse a profundidade da Grande Mancha Vermelha a cerca de 300 milhas (500 quilômetros) abaixo do topo das nuvens.
Marzia Baresi, cientista Juno do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia e principal autora de um artigo no Journal Science, disse sobre o vôo gravitacional na Grande Mancha Vermelha. “Ser capaz de completar a detecção MWR em torno da profundidade nos dá grande confiança de que futuros experimentos gravitacionais em Júpiter levarão a resultados igualmente interessantes.”
Cintos e zonas
Além de furacões e anticiclones, Júpiter é famosa por seus cinturões e zonas distintas – faixas brancas e vermelhas de nuvens que envolvem o planeta. Fortes ventos leste-oeste movendo-se em direções opostas separam as faixas. Juno descobriu anteriormente que esses ventos, ou correntes de jato, atingem profundidades de até 2.000 milhas (cerca de 3.200 km). Os pesquisadores ainda estão tentando resolver o mistério de como os jatos se formam. Os dados coletados pelo MWR de Juno em várias passagens revelam uma pista possível: que a amônia atmosférica viaja para cima e para baixo em alinhamento marcado com os jatos observados.
“Após a amônia, encontramos células de circulação nos hemisférios norte e sul que são semelhantes em natureza às células ferel, que controlam grande parte do nosso clima aqui na Terra”, disse Keren Dorr, um estudante graduado do Instituto Weizmann. Science Israel e principal autor do Journal Science on Frill-like cells on Jupiter. “Enquanto a Terra tem uma célula ferel por hemisfério, Júpiter tem oito células – cada uma pelo menos trinta vezes maior.”
Os dados MWR de Juno também mostram que cinturões e regiões passam por uma transição cerca de 40 milhas (65 quilômetros) abaixo das nuvens de água de Júpiter. Em profundidades mais rasas, os cinturões de Júpiter são muito mais brilhantes na luz de microondas do que as regiões adjacentes. Mas em níveis mais profundos, abaixo das nuvens de água, o oposto é verdadeiro – revelando uma semelhança com nossos oceanos.
“Chamamos esse nível de ‘juveclean’, semelhante à camada de transição vista nos oceanos da Terra, conhecida como termoclina – onde a água do mar passa rapidamente de relativamente quente para relativamente fria”, disse Lee Fletcher, cientista associado da Universidade de Juneau . Lister no Reino Unido e principal autor do artigo no Journal of Geophysical Research: Planets que destaca as observações microscópicas de Juno dos cinturões temperados e regiões de Júpiter.
ciclones polares
Juno previamente descoberto arranjos poligonais Das gigantescas tempestades ciclônicas nos pólos de Júpiter – oito organizadas em um padrão octogonal no norte e cinco organizadas em um padrão pentagonal no sul. Agora, cinco anos depois, cientistas da missão usando observações da espaçonave Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) determinaram que esses fenômenos atmosféricos são altamente elásticos e permanecem no mesmo local.
disse Alessandro Mora, pesquisador associado da Juno no Instituto Nacional de Astrofísica de Roma e principal autor de um artigo recente na Geophysical Research Letters sobre oscilações e estabilidade nos ciclones polares de Júpiter. “O comportamento dessas oscilações lentas sugere que elas têm raízes profundas.”
Os dados do JIRAM também indicam que, como os furacões na Terra, esses ciclones querem se mover em direção ao pólo, mas os furacões no centro de cada pólo os estão empurrando de volta. Este balanço mostra onde estão os furacões e os diferentes números em cada coluna.
Mais sobre a missão
Laboratório de propulsão a jato, uma divisão do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, Califórnia, gerencia a missão Juno. Juno faz parte do Programa de Nova Fronteira da NASA, que é administrado no Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, para o Diretório de Missões Científicas da agência em Washington. A Lockheed Martin Space em Denver construiu e operou a espaçonave.
