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A origem das auroras de Júpiter

Por 40 anos, ninguém sabia explicar como se formavam as auroras em Júpiter. Agora, dados de sondas podem dar uma resposta.

Fonte: Universe Today (Traduzido para o Português)

Os íons foram apontados como a causa das auroras por muito tempo, mas não estava claro como chegavam na atmosfera. Para descobrir, os pesquisadores tiveram que desvendar de onde vinham os íons. Uma pista foi encontrada na posição da própria aurora.

As auroras na Terra ficam entre 65º e 80º de latitude, mas não existem além de 80º. Neste ponto, o campo magnético da Terra, que guia os íons para a atmosfera, criando auroras, se junta ao campo magnético criado pelo vento solar e leva os íons para se juntarem ao mar turbulento de partículas.

No post sobre ejeção de massa coronal, é mostrado a formação de auroras na Terra e outras curiosidades.

O que é ejeção de massa coronal?Clique aqui

Por outro lado, Júpiter possui auroras além de 80º de latitude e podem aparecer diferentes nos polos Norte e Sul, enquanto na Terra são semelhantes. Tudo isto aponta para a ideia de um campo magnético “fechado”, significando que o campo magnético do planeta emana de um ponto e se junta ao planeta em outro ponto, sem ser ligado ao campo magnético causado pelo vento solar.

Para testar esta nova teoria de como o campo magnético de Júpiter pode ser organizado, o Dr. Zhonghua Yao da Academia Chinesa de Ciências, Pequim, modelou diferentes aspectos do campo magnético de Júpiter. O resultado mais consistente com as auroras variantes e pulsantes vistas em observações é um sistema magnético fechado onde o campo magnético do gigante gasoso começa em um polo, é estendido milhões de milhas no espaço vazio e retorna para o planeta.

Com este entendimento melhorado da teoria do campo magnético de Júpiter, era hora de fazer algumas medições. Felizmente, duas ferramentas estavam disponíveis, o XMM-Newton, um observatório de raio X próximo da Terra, e Juno, que recentemente lançou um vídeo espetacular mostrando detalhes de um dos seus fly-bys no sistema de Júpiter.

XMM newton
Representação artística do telescópio de raio-X XMM-Newton. Lançado pela agência espacial europeia, em 10 de Dezembro de 1999, pelo foguete Ariane 5. Fonte: ESA.
juno
A sonda Juno da NASA. Fonte: world.kotupciya.
imagem de júpiter
Imagem ultravioleta com cores falsas de Júpiter, obtida pela Juno. Mesma fonte da notícia.

Em 2017, o XMM-Newton se direcionou para Júpiter por 26 horas, observando um pulso de aurora de raio-X a cada 27 minutos. Ao mesmo tempo, Juno estava passando acima da superfície do planeta, coletando dados da magnetosfera. Ao comparar ambos os dados, se torna claro que as auroras foram causadas por mudanças nos campos magnéticos de Júpiter.

Estas flutuações parecem de um tipo de “onda” no próprio campo. Chamada tecnicamente de onda eletromagnética de cíclotron de íons (EMIC), é criada quando o campo magnético é comprimido pelo vento solar. Partículas aquecidas são comprimidas dentro do campo magnético e seguem um padrão de onda, seguem as linhas do campo magnético em direção aos polos, onde se juntam à atmosfera e criam auroras.

Pesquisadores liderados pelo Dr. William Dunn da University College London, foram capazes de rastrear o processo de criação de onda até a aurora, usando dois conjuntos de dados. Eles acreditam que o mesmo sistema pode existir em outros gigantes gasosos. O íon pode ser diferente (Saturno possui íons de água de Encelado. Em comparação com Júpiter, que tem enxofre expelido de Io), mas o processo deve ser o mesmo. Pode ter também em outros exoplanetas. 

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