Os telescópios espaciais da ESA e da NASA revelaram que, ao contrário das luzes polares da Terra, as auroras intensas vistas nos polos de Júpiter se comportam, inesperadamente, de forma independente.
As auroras têm sido observadas em muitos lugares, desde planetas, luas e até estrelas, anãs castanhas e uma variedade de outros corpos cósmicos. Estas lindas exibições são causadas por fluxos de partículas atómicas carregadas electricamente – electrões e iões – que colidem com as camadas atmosféricas que cercam um planeta, lua ou estrela. As luzes polares da Terra tendem a espelhar-se mutuamente: quando se iluminam no polo norte, também se iluminam no polo sul.
O mesmo se esperava das auroras noutros lugares, mas um novo estudo, publicado hoje na Nature Astronomy, revela que aquelas no gigante de gás Júpiter estão muito menos coordenadas.
O estudo utilizou os observatórios espaciais de raios-X XMM-Newton da ESA e o Chandra da NASA, para observar os raios-X de alta energia produzidos pelas auroras nos polos de Júpiter. Enquanto as auroras do sul encontraram um pulso consistente a cada 11 minutos, aquelas no polo norte do planeta acenderam caoticamente.
“Estas auroras não parecem actuar em uníssono como aquelas com que estamos familiarizados aqui na Terra”, diz o autor principal, William Dunn, do Laboratório de Ciências Espaciais Mullard da Universidade do Colégio de Londres, Reino Unido, e Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, EUA.
“Pensámos que a atividade seria coordenada através do campo magnético de Júpiter, mas o comportamento que encontrámos é realmente intrigante.
“É estranho ainda considerar que Saturno – outro planeta gigante gasoso – não produz qualquer aurora de raios-X que possamos detectar, então isso levanta algumas questões que actualmente não temos certeza de como responder.
“Em primeiro lugar, como é que Júpiter produz as auroras de raios-X brilhantes e energéticas quando o vizinho não o faz e, em segundo lugar, como é que faz isso de forma independente em cada polo?”
Com os dados nas mãos, William e os colegas identificaram e cartografaram pontos quentes de raios-X nos polos de Júpiter. Cada ponto quente cobre uma área com metade do tamanho da superfície da Terra.
Além de levantar questões sobre como as auroras são produzidas por toda a parte do cosmos, as auroras pulsadoras independentes de Júpiter sugerem que há muito mais a entender sobre como o próprio planeta produz algumas das suas emissões mais enérgicas.
A influência magnética de Júpiter é colossal; a região do espaço sobre a qual o campo magnético joviano domina – a magnetosfera – é cerca de 40 vezes maior do que a da Terra e cheia de plasma de alta energia. Nas bordas externas desta região, partículas carregadas, em última instância, de erupções vulcânicas na lua de Júpiter, Io, interagem com o limite magnético entre a magnetosfera e o espaço interplanetário. Estas interacções criam fenómenos intensos, incluindo auroras.
“As partículas carregadas devem atingir a atmosfera de Júpiter a velocidades excepcionalmente rápidas para gerar os pulsos de raios-X que vimos. Ainda não entendemos o que os processos causam, mas estas observações dizem-nos que agem de forma independente nos hemisférios do norte e do sul”, acrescenta Licia Ray, da Universidade de Lancaster, Reino Unido, e uma coautora.
A assimetria nas luzes do norte e do sul de Júpiter também sugere que, muitos corpos cósmicos que se sabe que experienciam auroras – exoplanetas, estrelas de neutrões, anãs castanhas e outros corpos de rotação rápida – podem produzir uma aurora muito diferente em cada polo.
Estudos adicionais das auroras de Júpiter ajudarão a formar uma imagem mais clara dos fenómenos produzidos em Júpiter; as campanhas de observação auroral estão planeadas para os próximos dois anos, com monitorização de raios-X pelo XMM-Newton e Chandra, e observações simultâneas do Juno da NASA, uma nave espacial que começou a orbitar Júpiter em meados de 2016.
O Juice da ESA chegará ao planeta em 2029, para investigar a atmosfera e a magnetosfera de Júpiter. Irá observar também as auroras e, em particular, o efeito sobre as luas galileanas.
“Esta é uma descoberta inovadora, e não poderia ter sido feita sem o XMM-Newton da ESA”, acrescenta Norbert Schartel, cientista do projecto da ESA para o XMM-Newton.
“O observatório espacial foi fundamental para este estudo, fornecendo dados detalhados com uma alta resolução espectral, de modo que a equipa pudesse explorar as cores vibrantes das auroras e descobrir detalhes sobre as partículas envolvidas: se se estão a mover rapidamente, sejam elas um ião de oxigénio ou enxofre, e assim por diante.
“Observações coordenadas como estas, com telescópios como o XMM-Newton, Chandra e Juno a trabalhar em conjunto, são fundamentais para explorar e compreender ambientes e fenómenos em todo o universo e os processos que os produzem.”
Notícia e imagens: ESA
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