O mistério das listras em constante mudança de Júpiter pode finalmente ser resolvido

Tigres podem não mudar suas listras, mas Júpiter com certeza muda. As bandas alternadas de nuvens escuras e claras do planeta gigante mudam periodicamente de aparência, mas a razão dessas variações cíclicas é um mistério.

Agora, depois de estudar os dados do campo magnético de Júpiter coletados pela sonda Juno, uma equipe de cientistas do Japão, Espanha e Reino Unido acha que conseguiu decifrá-lo. As mudanças observadas nas listras de Júpiter coincidem com as oscilações magnéticas dentro do mundo gasoso.

“É possível obter movimentos ondulatórios em um campo magnético planetário, chamados de oscilações de torção”, explica o matemático Chris Jones, da Universidade de Leeds, no Reino Unido. “O interessante é que, quando calculamos os períodos dessas oscilações de torção, eles correspondem aos períodos que você vê na radiação infravermelha de Júpiter.”

À distância, Júpiter parece sereno como um nascer do sol de cremes pálidos e caramelos queimados. Essas listras mais escuras são conhecidas como cinturões, as mais claras como zonas.

Por mais silenciosos que pareçam, os cinturões e zonas fazem parte do sistema climático selvagem de Júpiter. Eles circundam o planeta gigante em direções opostas – os cinturões viajam contra a rotação de Júpiter, as zonas viajam com ele – e em diferentes altitudes. Os cinturões são regiões de ressurgência, então os topos das nuvens nos cinturões são mais altos do que os topos das nuvens nas zonas de downwelling.

No infravermelho, o esquema de cores se inverte. As faixas claras tornam-se escuras e as faixas escuras brilham intensamente, sugerindo que os cinturões têm uma cobertura de nuvens muito mais fina do que as zonas.

A Terra tem cinturões alternados semelhantes (embora menos e mais fracos) de circulação atmosférica, sugerindo que há alguma semelhança na maneira como cada mundo gera essas características atmosféricas.

No entanto, o clima de Júpiter é tão diferente do da Terra que é impossível extrapolar o que um planeta faz sobre o outro. Além do mais, Júpiter tem variações cíclicas em suas nuvens ligadas a variações observadas em dados infravermelhos de 50 quilômetros abaixo da superfície que deixaram os cientistas perplexos.

“A cada quatro ou cinco anos, as coisas mudam”, diz Jones. “As cores dos cinturões podem mudar e, às vezes, você vê convulsões globais quando todo o padrão climático fica um pouco louco por um tempo, e tem sido um mistério o porquê disso acontecer.”

Juno estuda Júpiter desde 2016 e coleta muitos dados sobre as várias estruturas e propriedades de Júpiter. Um deles é o campo magnético do planeta – uma enorme estrutura magnética gerada pelo dínamo de Júpiter, um fluido convectivo e condutor girando no interior do planeta que converte energia cinética em energia magnética.

A Terra também tem um dínamo. Uma coisa que o dínamo da Terra produz são as oscilações magnéticas de torção – um tipo de “onda” magnética que oscila para dentro e para fora – simétricas em torno do eixo planetário, influenciadas pela rotação rápida.

Ao estudar anos de dados de campo magnético coletados por Juno, Hori e seus colegas conseguiram identificar as assinaturas de oscilações semelhantes em Júpiter. E, curiosamente, eles pareciam estar ligados às mudanças nas faixas do planeta e nas variações de infravermelho.

“As oscilações de torção dão origem a um cisalhamento que interrompe os lentos fluxos convectivos no interior profundo que carregam o fluxo de calor em direção à troposfera visível”, escreveram em seu artigo.

Isso poderia causar uma grande perturbação no clima e alterar os padrões de ressurgência e downwelling nas nuvens jovianas. A equipe também rastreou uma região altamente concentrada do campo magnético chamada Grande Mancha Azul. Eles descobriram que está diminuindo, sugerindo que uma nova oscilação está começando.

Continuar a observar o planeta para ver como as nuvens mudam no futuro próximo pode ajudar a equipe a validar ou refinar sua teoria e entender como isso acontece.

“Ainda há incertezas e questões, particularmente como exatamente a oscilação de torção produz a variação infravermelha observada, que provavelmente reflete a dinâmica complexa e reações de nuvens/aerossóis. Essas precisam de mais pesquisas”, diz Hori.

“No entanto, espero que nosso artigo também possa abrir uma janela para sondar o interior oculto de Júpiter, assim como a sismologia faz para a Terra e a heliosismologia faz para o Sol.”

A pesquisa foi publicada na Nature.