Os cientistas concluíram o mais longo estudo de rastreamento de temperaturas na troposfera superior de Júpiter, a camada da atmosfera onde ocorre o clima do planeta gigante e onde se formam suas nuvens listradas coloridas. O trabalho, conduzido ao longo de quatro décadas juntando dados de espaçonaves da NASA e observações de telescópios terrestres, encontrou padrões inesperados em como as temperaturas dos cinturões e zonas de Júpiter mudam ao longo do tempo. O estudo é um passo importante para uma melhor compreensão do que impulsiona o clima no maior planeta do nosso sistema solar e, eventualmente, ser capaz de prevê-lo.
A troposfera de Júpiter tem muito em comum com a da Terra: é onde as nuvens se formam e as tempestades se agitam. Para entender essa atividade climática, os cientistas precisam estudar certas propriedades, incluindo vento, pressão, umidade e temperatura. Eles sabem desde as missões Pioneer 10 e 11 da NASA na década de 1970 que, em geral, as temperaturas mais frias estão associadas às faixas mais claras e brancas de Júpiter (conhecidas como zonas), enquanto as faixas marrom-avermelhadas mais escuras (conhecidas como cinturões) são locais de temperaturas mais quentes. temperaturas.
Mas não havia conjuntos de dados suficientes para entender como as temperaturas variam a longo prazo. A nova pesquisa, publicada em 19 de dezembro na Nature Astronomy , inova ao estudar imagens do brilho infravermelho brilhante (invisível ao olho humano) que surge de regiões mais quentes da atmosfera, medindo diretamente as temperaturas de Júpiter acima das nuvens coloridas. Os cientistas coletaram essas imagens em intervalos regulares ao longo de três órbitas de Júpiter ao redor do Sol, cada uma das quais dura 12 anos terrestres.
No processo, eles descobriram que as temperaturas de Júpiter sobem e descem seguindo períodos definidos que não estão ligados às estações ou a qualquer outro ciclo que os cientistas conheçam. Como Júpiter tem estações fracas – o planeta está inclinado em seu eixo apenas 3 graus, em comparação com os alegres 23.5 graus da Terra – os cientistas não esperavam encontrar temperaturas em Júpiter variando em tais ciclos regulares.
O estudo também revelou uma conexão misteriosa entre mudanças de temperatura em regiões a milhares de quilômetros de distância: conforme as temperaturas subiam em latitudes específicas no hemisfério norte, elas desciam nas mesmas latitudes no hemisfério sul – como uma imagem espelhada no equador.
“Isso foi o mais surpreendente de tudo”, disse Glenn Orton, pesquisador sênior do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e principal autor do estudo. “Encontramos uma conexão entre como as temperaturas variavam em latitudes muito distantes. É semelhante a um fenômeno que vemos na Terra, onde o clima e os padrões climáticos em uma região podem ter uma influência perceptível no clima em outros lugares, com os padrões de variabilidade aparentemente ‘teleconectados’ em vastas distâncias através da atmosfera”.
O próximo desafio é descobrir o que causa essas mudanças cíclicas e aparentemente sincronizadas.
“Resolvemos uma parte do quebra-cabeça agora, que é que a atmosfera mostra esses ciclos naturais”, disse o co-autor Leigh Fletcher, da Universidade de Leicester, na Inglaterra. “Para entender o que está impulsionando esses padrões e por que eles ocorrem nessas escalas de tempo específicas, precisamos explorar tanto acima quanto abaixo das camadas nubladas”.
Uma possível explicação tornou-se aparente no equador: os autores do estudo descobriram que as variações de temperatura mais altas, na estratosfera, pareciam subir e descer em um padrão que é o oposto de como as temperaturas se comportam na troposfera, sugerindo que mudanças na estratosfera influenciam mudanças. na troposfera e vice-versa.
Orton e seus colegas começaram o estudo em 1978. Durante a pesquisa, eles escreveram propostas várias vezes ao ano para ganhar tempo de observação em três grandes telescópios ao redor do mundo: o Very Large Telescope no Chile, bem como o Infrared Telescope Facility da NASA. e o Telescópio Subaru nos Observatórios Maunakea, no Havaí.
Durante as duas primeiras décadas do estudo, Orton e seus companheiros se revezaram viajando para esses observatórios, reunindo as informações sobre as temperaturas que eventualmente lhes permitiriam conectar os pontos. (No início dos anos 2000, parte do trabalho do telescópio podia ser feito remotamente.)
Então veio a parte difícil – combinar vários anos de observações de vários telescópios e instrumentos científicos para procurar padrões. Juntando-se a esses cientistas veteranos em seu estudo de longa duração estavam vários estagiários de graduação, nenhum dos quais havia nascido quando o estudo começou. Eles são alunos da Caltech em Pasadena, Califórnia; Cal Poly Pomona em Pomona, Califórnia; Ohio State University em Columbus, Ohio; e Wellesley College em Wellesley, Massachusetts.
Os cientistas esperam que o estudo os ajude eventualmente a prever o clima em Júpiter, agora que eles têm uma compreensão mais detalhada dele. A pesquisa pode contribuir para a modelagem climática, com simulações de computador dos ciclos de temperatura e como eles afetam o clima – não apenas para Júpiter, mas para todos os planetas gigantes em nosso sistema solar e além.
“Medir essas mudanças de temperatura e períodos ao longo do tempo é um passo para ter uma previsão do tempo completa de Júpiter, se pudermos conectar causa e efeito na atmosfera de Júpiter”, disse Fletcher. “E a questão ainda maior é se algum dia poderemos estender isso a outros planetas gigantes para ver se padrões semelhantes aparecem”.
Fonte:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/40-year-study-finds-mysterious-patterns-in-temperatures-at-jupiter
