Tecnologia Científica

A física do oceano explica ciclones em Jaºpiter
Essas fotografias forneceram aos oceana³grafos a matéria-prima para um novo estudo publicado hoje na Nature Physics que descreve a rica turbulaªncia nos polos de Jaºpiter e as forças físicas que impulsionam os grandes ciclones.
Por Universidade da Califórnia - San Diego - 10/01/2022


Uma multida£o de nuvens rodopiantes no dina¢mico Cintura£o Temperado Norte-Norte de Jaºpiter écapturada nesta imagem da Espaçonave Juno da NASA. Aparecem em cena várias nuvens “pop-up” brancas brilhantes, bem como uma tempestade anticicla´nica, conhecida como oval branca. Esta imagem com realce de cor foi tirada a s 4:58 pm EDT em 29 de outubro de 2018, enquanto a Espaçonave realizava seu 16º sobrevoo de Jaºpiter. Crédito: Imagem aprimorada de Gerald Eichsta¤dt e Sean Doran (CC BY-NC-SA) com base em imagens fornecidas como cortesia da NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS

A nave espacial Juno élana§ada em torno de Jaºpiter e suas 79 luas, um satanãlite financiado pela NASA que envia imagens do maior planeta do nosso sistema solar para os pesquisadores na Terra. Essas fotografias forneceram aos oceana³grafos a matéria-prima para um novo estudo publicado hoje na Nature Physics que descreve a rica turbulaªncia nos polos de Jaºpiter e as forças físicas que impulsionam os grandes ciclones.

A autora principal Lia Siegelman, oceana³grafa física e pa³s-doutoranda no Scripps Institution of Oceanography da University of California San Diego, decidiu prosseguir com a pesquisa depois de perceber que os ciclones no polo de Jaºpiter parecem compartilhar semelhanças com os va³rtices oceânicos que ela estudou durante seu tempo como um Ph.D. aluna. Usando uma sanãrie dessas imagens e princa­pios usados ​​na dina¢mica de fluidos geofa­sicos, Siegelman e seus colegas forneceram evidaªncias para uma hipa³tese antiga de que a convecção aºmida - quando o ar mais quente e menos denso sobe - impulsiona esses ciclones.

"Quando eu vi a riqueza da turbulaªncia em torno dos ciclones de Jaºpiter com todos os filamentos e redemoinhos menores, isso me lembrou da turbulaªncia que vocêvaª no oceano em torno dos redemoinhos", disse Siegelman. "Isso éespecialmente evidente em imagens de satanãlite de alta resolução de proliferação de pla¢ncton, por exemplo."

Siegelman diz que entender o sistema de energia de Jaºpiter , uma escala muito maior do que a da Terra, também pode nos ajudar a entender os mecanismos fa­sicos em jogo em nosso pra³prio planeta, destacando algumas rotas de energia que também podem existir na Terra.

“Poder estudar um planeta tão distante e encontrar física que se aplique a ele éfascinante”, disse ela. "Isso levanta a questão, esses processos também são verdadeiros para nosso pra³prio ponto azul?"

Juno éa primeira Espaçonave a capturar imagens dos polos de Jaºpiter; satanãlites anteriores orbitavam a regia£o equatorial do planeta, proporcionando vistas da famosa Mancha Vermelha do planeta. Juno estãoequipado com dois sistemas de ca¢meras, um para imagens de luz visível e outro que captura assinaturas de calor usando o Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), um instrumento da Espaçonave Juno apoiado pela Agência Espacial Italiana.

Siegelman e seus colegas analisaram uma sanãrie de imagens infravermelhas capturando a regia£o polar norte de Jaºpiter e, em particular, o aglomerado de va³rtices polares. A partir das imagens, os pesquisadores puderam calcular a velocidade e a direção do vento rastreando o movimento das nuvens entre as imagens. Em seguida, a equipe interpretou as imagens infravermelhas em termos de espessura da nuvem. As regiaµes quentes correspondem a nuvens finas, onde épossí­vel ver mais profundamente na atmosfera de Jaºpiter. As regiaµes frias representam uma espessa cobertura de nuvens, cobrindo a atmosfera de Jaºpiter.

Essas descobertas deram aos pesquisadores pistas sobre a energia do sistema. Como as nuvens de Jaºpiter são formadas quando o ar sobe mais quente e menos denso, os pesquisadores descobriram que o ar que sobe rapidamente dentro das nuvens atua como uma fonte de energia que alimenta escalas maiores atéos grandes ciclones circumpolares e polares.

Juno chegou ao sistema de Jaºpiter pela primeira vez em 2016, proporcionando aos cientistas uma primeira visão desses grandes ciclones polares, que tem um raio de cerca de 1.000 quila´metros ou 620 milhas. Ha¡ oito desses ciclones ocorrendo no polo norte de Jaºpiter e cinco em seu polo sul. Essas tempestades estãopresentes desde aquela primeira visão, hácinco anos. Os pesquisadores não tem certeza de como eles se originaram ou por quanto tempo estãocirculando, mas agora sabem que a convecção aºmida éo que os sustenta. Os pesquisadores levantaram a hipa³tese dessa transferaªncia de energia depois de observar rela¢mpagos em tempestades em Jaºpiter.

Juno continuara¡ orbitando Jaºpiter até2025, fornecendo aos pesquisadores e ao paºblico novas imagens do planeta e seu extenso sistema lunar.

 

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