gov-civil-vilareal.ptTempestades em Saturno e Júpiter são diferentes de tudo na Terra
>As espirais e verticilos em Júpiter e Saturno podem parecer hipnotizantes, mas são tempestades turbulentas que estão literalmente fora deste mundo ou não. Nada parecido com isso ocorre na Terra.
Acreditava-se que tempestades violentas nesses gigantes gasosos surgiam da baixa atmosfera, assim como as do nosso planeta - até agora. Uma nova pesquisa sugere que essas tempestades sobrenaturais são provavelmente alimentadas por forças internas mais profundas, em vez das forças externas que alimentam as tempestades logo acima da superfície da Terra. Simulações de Júpiter e Saturno mostraram que seus sistemas climáticos, de ciclones e anticiclones a jatos e plumas magnéticas, são causados principalmente por violentos processos internos.
Grande Mancha Vermelha de Júpiter, que se acredita ter se formado quando o interior dínamo que gera o campo magnético do planeta desencadeou uma imensa anticiclones - sistemas em áreas de alta pressão em que o ar desce e não há nuvens ou chuva - é apenas um desses fenômenos.
Esses planetas gigantes não têm nenhum solo sólido que possa suprimir fortes correntes de jato e tempestades (por exemplo, furacões podem durar no oceano, mas não sobrevivem por muito tempo em terra), 'Rakesh Kumar Yadav, que liderou um estudo publicado recentemente em Avanços da Ciência , disse a SYFY WIRE. 'Esses planetas também estão girando significativamente mais rápido do que a Terra, e suas atmosferas (e partes mais profundas, uma vez que não têm uma superfície sólida) estão fervendo com mais vigor do que a nossa atmosfera. Esses fatores provavelmente estão contribuindo para as diferentes condições climáticas. '
Há mais tempestades se formando em Júpiter e Saturno do que apenas a Grande Mancha Vermelha e a tempestade hexagonal de Saturno, que têm recebido mais atenção. Uma das últimas coisas transmitidas de volta por Cassini antes de desaparecer na atmosfera de Saturno para sempre, havia dados gravitacionais e isso, junto com os dados da missão Juno, ajudou a equipe de Yadav a determinar que os jatos em ambos os planetas devem mergulhar a milhares de quilômetros de profundidade. Isso gerou dúvidas sobre se alguns dos vórtices de tempestade que podem ser vistos nesses planetas se originam da convecção que ocorre muito abaixo da superfície.
'Descobrimos que grandes tempestades em nossa simulação também se movem lentamente na direção oeste, semelhante à grande mancha vermelha de Júpiter', disse ele.
Para descobrir como as tempestades poderiam nascer nas entranhas desses planetas, a equipe de pesquisa modelou o que eles chamam de uma camada fina e simulações de camada grossa. Ambas as abordagens foram além de apenas assumir onde emergem os sistemas climáticos. Cada tipo de simulação leva em consideração a convecção rápida que causa turbulência em conchas esféricas em forma de planeta que foram programadas para girar exatamente como os planetas que estavam simulando.
'A abordagem de camada fina sugere que, apenas pelo fato de que esses planetas estão girando e convulsionando rapidamente, não é muito difícil produzir tempestades significativamente grandes', disse Yadav. “Essas tempestades se formam espontaneamente por um processo chamado auto-organização turbulenta. No entanto, se precisarmos causar tempestades ainda maiores, os campos magnéticos podem desempenhar um papel. '
Nesses gigantes gasosos, a convecção é provocada como na Terra pelo aumento de gás mais quente e menos denso e pelo afundamento de gás mais frio e denso. Embora apenas gás esteja envolvido aqui, isso pode acontecer tecnicamente com qualquer fluido , ou substância que pode fluir e mudar de forma quando uma força age sobre ela para mudar.
Redemoinhos de tempestades em Júpiter. Crédito: NASA
O caso de casca fina investigou o que se passa nas camadas de convecção nas atmosferas superiores de Júpiter e Saturno. Turbulência acontece entre faixas atmosféricas mais escuras, ou cinturas, nas quais o gás mais frio está afundando, e faixas mais claras, conhecidas como zonas, onde o gás mais quente está subindo. A simulação de casca fina gerou ciclones, anticiclones como os que se pensava dar origem à Grande Mancha Vermelha, e as zonas e cinturas também conhecidas como jatos zonais em gigantes gasosos como Júpiter e Saturno.
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Agora, para as coisas realmente pesadas. O dínamo de um planeta gera seu campo magnético de dentro. O dínamo da Terra é o ferro líquido em constante fluxo no núcleo externo (fora do núcleo interno do ferro sólido), e as correntes elétricas são criadas à medida que os elétrons fluem com ele, e essa energia se transforma em um campo magnético. É por isso que se acredita que planetas com campos magnéticos têm núcleos metálicos. A simulação de casca grossa recriou a maneira como o hidrodinâmico camadas de gigantes gasosos, que se comportam como fluidos, interagem com seus campos magnéticos. Isso resultou na convecção nas profundezas do campo magnético, fazendo-o vomitar plumas para o espaço. Sempre que havia energia magnética mais alta, também criava mais anticiclones.
'De vez em quando, a camada interna do dínamo essencialmente ejeta grandes plumas de fluido na camada externa', disse Yadav. 'Essas plumas não podem continuar se apagando para sempre e são interrompidas pela camada superficial onde vemos toda a atividade da tempestade. Aqui, devido a força de Coriolis , (presentes devido à rotação de Júpiter), essas plumas devem se tornar tempestades anticicônicas. Isso é o que leva à formação de tempestades gigantes em forma de panqueca. '
Existem algumas diferenças entre os planetas. Saturno tem uma atmosfera mais turva, então a dinâmica dos fluidos por trás de suas tempestades são mais semelhantes entre si do que a de Júpiter. Isso pode ser porque a atmosfera mais densa torna mais difícil determinar se os gases estão girando. Nem tantos anticiclones parecem acontecer em Saturno.
Da próxima vez que você olhar para os redemoinhos hipnóticos de Saturno e Júpiter, lembre-se de que por trás da beleza, há uma besta.
