Planetas como a Terra, Jaºpiter e Saturno, com campos magnanãticos globais pra³prios, são cercados pelos chamados cinturaµes de radiação: presos no campo magnanãtico,partículas carregadas em movimento rápido, como elanãtrons, pra³tons e a­ons mais pesados, zunim, formando assim o cinturaµes de radiação invisa­veis em forma de toro. Com suas altas velocidades atingindo quase a velocidade da luz, aspartículas podem ionizar outras moléculas quando colidem, criando um ambiente perigoso que também pode ser perigoso para as sondas espaciais e seus instrumentos. A esse respeito, o gigante gasoso Jaºpiter ostenta os cinturaµes de radiação mais extremos do sistema solar. Em sua nova publicação, pesquisadores do MPS, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (EUA), do Laborata³rio de Fa­sica Aplicada Johns Hopkins (EUA), do Laborata³rio de Instrumentação e Fa­sica Experimental de Partí­culas (Portugal),

Como o enorme campo magnético de Jaºpiter, seus cinturaµes de radiação se estendem por vários milhões de quila´metros no Espaço; no entanto, a regia£o dentro da a³rbita da lua de Europa, uma área com um raio de cerca de 670.000 quila´metros ao redor do gigante gasoso, éo cena¡rio das maiores densidades e velocidades departículas energanãticas. Visto de Jaºpiter, Europa éo segundo dos quatro grandes satanãlites jovianos chamados "luas galileanas" em homenagem ao seu descobridor do século XVII. Io éa lua galileana mais interna. Com as sondas espaciais Pioneer 11 em meados da década de 1970, Galileo de 1995 a 2003, e atualmente Juno, três missaµes espaciais se aventuraram atéagora nessa parte mais interna dessas radiações cintos e realizadas medições in situ. "Infelizmente, os dados da Pioneer 11 e Juno não nos permitem concluir sem sombra de daºvida que tipo de a­ons a Espaçonave encontrou la¡", diz o cientista da MPS Dr. Elias Roussos, principal autor do novo estudo, descrevendo o estado atual da pesquisa. "Portanto, suas energias e origem também não eram claras atéagora", acrescenta. Apenas os dados agora redescobertos dos últimos meses da missão Galileo são detalhados o suficiente para melhorar essa situação.

A Espaçonave Galileo da NASA chegou ao sistema de Jaºpiter em 1995. Equipada com o Heavy Ion Counter (HIC), contribua­do pelo Instituto de Tecnologia da Califa³rnia, e o Energetic Particle Detector (EPD), desenvolvido e construa­do pelo Johns Hopkins Applied Physics Laboratory em colaboração com o MPS, a missão passou os oito anos seguintes fornecendo informações fundamentais sobre a distribuição e dina¢mica departículas carregadas ao redor do gigante gasoso. No entanto, para proteger a Espaçonave, ela inicialmente voou apenas pelas regiaµes externas e menos extremas dos cinturaµes de radiação. Somente em 2003, pouco antes do fim da missão, quando um risco maior era justifica¡vel, Galileu se aventurou na regia£o mais interna das a³rbitas das luas Amalteia e Teba. Vistas de Jaºpiter, Amalthea e Thebe são a terceira e quarta luas do planeta gigante.

"Por causa da exposição a  radiação forte, era de se esperar que os dados de medição do HIC e EPD da regia£o interna do cintura£o de radiação fossem fortemente corrompidos. Afinal, nenhum desses dois instrumentos foi projetado especificamente para operar em tais condições. um ambiente hostil", Roussos descreve suas expectativas quando começou a trabalhar no estudo atual, hátrês anos. No entanto, o pesquisador queria ver por si mesmo. Como membro da missão Cassini da NASA, ele testemunhou as a³rbitas finais e igualmente ousadas da Cassini em Saturno dois anos antes e analisou os dados aºnicos dessa fase final da missão. "O pensamento da missão Galileu, hámuito conclua­da, continuava vindo a  minha mente", lembra Roussos. Para sua própria surpresa,

Com a ajuda deste tesouro cienta­fico, os autores do presente estudo conseguiram agora determinar pela primeira vez a composição de a­ons dentro dos cinturaµes de radiação internos, bem como as velocidades e distribuição espacial dos a­ons. Em contraste com os cinturaµes de radiação da Terra e Saturno, que são dominados por pra³tons, a regia£o dentro da a³rbita de Io também contanãm grandes quantidades de a­ons de oxigaªnio e enxofre muito mais pesados, com a­ons de oxigaªnio prevalecendo entre os dois. "A distribuição de energia dos a­ons pesados ​​fora da a³rbita de Amalthea sugere que eles são introduzidos em grande parte de uma regia£o mais distante dos cinturaµes de radiações", diz Roussos. A lua Io, com seus mais de 400 vulcaµes ativos, que lana§am repetidamente grandes quantidades de enxofre e dia³xido de enxofre no espaço ose, em menor grau,

Mais para dentro, dentro da a³rbita de Amalthea, a composição de a­ons muda drasticamente em favor do oxigaªnio. "A concentração e a energia dos a­ons de oxigaªnio são muito maiores do que o esperado", diz Roussos. Na verdade, a concentração deve estar diminuindo nesta regia£o, pois as luas Amalteia e Tebe absorvem os a­ons que chegam; as a³rbitas das duas pequenas luas formam assim uma espanãcie de barreira ia´nica natural. Esse comportamento anã, por exemplo, conhecido dos cinturaµes de radiação do sistema saturniano com suas muitas luas.

A única explicação para o aumento da concentração de a­ons de oxigaªnio anã, portanto, outra fonte local na regia£o mais interna dos cinturaµes de radiação. A liberação de oxigaªnio após as colisaµes de a­ons de enxofre com aspartículas de poeira fina dos ananãis de Jaºpiter constitui uma possibilidade, como mostram as simulações de computador dos pesquisadores. Os ananãis, que são muito mais fracos do que os de Saturno, estendem-se aproximadamente atéa a³rbita de Tebe. No entanto, também éconceba­vel que as ondas eletromagnanãticas de baixa frequência no ambiente magnetosfanãrico dos cinturaµes de radiação mais internos aquea§am os a­ons de oxigaªnio para as energias observadas.

"Atualmente, não épossí­vel distinguir a favor de nenhuma dessas possa­veis fontes", diz Roussos. Qualquer um desses dois mecanismos candidatos, no entanto, tem paralelos com a produção departículas de alta energia em ambientes estelares ou extra-solares, estabelecendo ainda que os cinturaµes de radiação de Jaºpiter se estendem ao reino astrofisico, fato que o pesquisador espera justificar sua futura exploração com uma missão espacial dedicada. .