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


Uma multidão de nuvens rodopiantes no dinâmico Cinturão Temperado Norte-Norte de Júpiter é capturada nesta imagem da espaçonave Juno da NASA. Aparecem em cena várias nuvens “pop-up” brancas brilhantes, bem como uma tempestade anticiclônica, conhecida como oval branca. Esta imagem com realce de cor foi tirada às 4:58 pm EDT em 29 de outubro de 2018, enquanto a espaçonave realizava seu 16º sobrevoo de Júpiter. Crédito: Imagem aprimorada de Gerald Eichstädt e Sean Doran (CC BY-NC-SA) com base em imagens fornecidas como cortesia da NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS

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

A autora principal Lia Siegelman, oceanógrafa física e pós-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 Júpiter parecem compartilhar semelhanças com os vórtices oceânicos que ela estudou durante seu tempo como um Ph.D. aluna. Usando uma série dessas imagens e princípios usados ​​na dinâmica de fluidos geofísicos, Siegelman e seus colegas forneceram evidências para uma hipótese antiga de que a convecção úmida - quando o ar mais quente e menos denso sobe - impulsiona esses ciclones.

"Quando eu vi a riqueza da turbulência em torno dos ciclones de Júpiter com todos os filamentos e redemoinhos menores, isso me lembrou da turbulência que você vê no oceano em torno dos redemoinhos", disse Siegelman. "Isso é especialmente evidente em imagens de satélite de alta resolução de proliferação de plâncton, por exemplo."

Siegelman diz que entender o sistema de energia de Júpiter , uma escala muito maior do que a da Terra, também pode nos ajudar a entender os mecanismos físicos em jogo em nosso próprio 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 é fascinante”, disse ela. "Isso levanta a questão, esses processos também são verdadeiros para nosso próprio ponto azul?"

Juno é a primeira espaçonave a capturar imagens dos polos de Júpiter; satélites anteriores orbitavam a região equatorial do planeta, proporcionando vistas da famosa Mancha Vermelha do planeta. Juno está equipado com dois sistemas de câmeras, 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 série de imagens infravermelhas capturando a região polar norte de Júpiter e, em particular, o aglomerado de vórtices 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 regiões quentes correspondem a nuvens finas, onde é possível ver mais profundamente na atmosfera de Júpiter. As regiões frias representam uma espessa cobertura de nuvens, cobrindo a atmosfera de Júpiter.

Essas descobertas deram aos pesquisadores pistas sobre a energia do sistema. Como as nuvens de Júpiter 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 até os grandes ciclones circumpolares e polares.

Juno chegou ao sistema de Júpiter pela primeira vez em 2016, proporcionando aos cientistas uma primeira visão desses grandes ciclones polares, que têm um raio de cerca de 1.000 quilômetros ou 620 milhas. Há oito desses ciclones ocorrendo no polo norte de Júpiter e cinco em seu polo sul. Essas tempestades estão presentes desde aquela primeira visão, há cinco anos. Os pesquisadores não têm certeza de como eles se originaram ou por quanto tempo estão circulando, mas agora sabem que a convecção úmida é o que os sustenta. Os pesquisadores levantaram a hipótese dessa transferência de energia depois de observar relâmpagos em tempestades em Júpiter.

Juno continuará orbitando Júpiter até 2025, fornecendo aos pesquisadores e ao público novas imagens do planeta e seu extenso sistema lunar.

 

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