Crédito de imagem: NASA
Quando a sonda Voyager passou por Saturno em 1980/81, eles registraram os ventos equatoriais dos planetas em anel a 1700 km / h. Embora os ventos equatoriais tenham desacelerado, outros jatos mais distantes do equador ainda estão se movendo na mesma velocidade. Isso levou os astrônomos a acreditar que a desaceleração tem algo a ver com a mudança das estações em Saturno.
Saturno, um dos planetas mais ventosos, recentemente teve uma mudança inesperada e dramática no clima: seus ventos equatoriais diminuíram de 1700 km / h durante os voos da sonda Voyager, em 1980-81, para modestos 990 km / h, de 1996 a 2002. Essa desaceleração nos ventos foi detectada por uma equipe de cientistas hispano-americanos, incluindo Richard French, do Wellesley College, em Massachusetts, que relatam suas descobertas na edição de 5 de junho da revista Nature. (5 de junho de 2003, Vol. 423, pp. 623-625)
Usando imagens do Telescópio Espacial Hubble (HST) do planeta gigante em anel, os cientistas (A. Sanchez-Lavega, S. Perez-Hoyos, JF Rojas e R. Hueso da Universidad Pais Vasco em Bilbao, Espanha, e francês do Wellesley College ), mediu os movimentos dos recursos das nuvens e dos sistemas de tempestades no planeta gigante com anéis.
“Um dos maiores mistérios das ciências atmosféricas é o motivo pelo qual os planetas gigantes Júpiter e Saturno - enormes esferas compostas principalmente de hidrogênio e hélio - têm um padrão alternado de ventos leste-oeste, que variam em direção à latitude”, explica French. “Ao contrário dos ventos nos planetas terrestres como a Terra, que são alimentados principalmente pela luz solar, os ventos nos planetas gigantes têm uma fonte de energia adicional no calor que escapa de seus interiores profundos. Embora a força desse calor interno seja apenas uma fração da luz solar na Terra, os ventos dos planetas gigantes são dez vezes mais intensos que os ventos terrestres. ”
O papel dessas fontes de energia interior na sustentação desses fortes ventos em planetas gigantes e a compreensão de por que a velocidade máxima é alcançada no equador constituem grandes desafios às teorias do movimento atmosférico em planetas e estrelas.
Atualmente, existem duas explicações bastante diferentes para o sistema de jatos em planetas gigantes. Em um extremo, acredita-se que os ventos se estendam muito profundamente para o interior do planeta, aproveitando o calor liberado pelo planeta para conduzir seus movimentos. No outro extremo, a circulação atmosférica é modelada como nos planetas terrestres, impulsionada pelo calor solar depositado em uma camada atmosférica superior superficial. Ambas as explicações têm desvantagens importantes, e nenhuma delas explica os fortes ventos equatoriais.
Uma maneira de testar esses modelos é analisar o comportamento dos ventos a longo prazo, medindo sua sensibilidade a mudanças na quantidade de luz solar devido a efeitos sazonais ou a outras influências. Estudos anteriores mostraram que os ventos de Júpiter são bastante estáveis e não são sensíveis às mudanças sazonais, mas pouco se sabia sobre Saturno, cujas características de nuvens suaves são muito mais difíceis de medir.
Usando a capacidade de alta resolução da Câmera Planetária Wide Field a bordo do HST, a equipe hispano-americana conseguiu rastrear elementos de nuvens suficientes em Saturno para medir a velocidade do vento em uma ampla faixa de latitudes. Os ventos equatoriais medidos em 1996-2001 são apenas a metade dos fortes encontrados em 1980-81, quando a sonda Voyager visitou o planeta. Em contraste, os jatos ventosos longe do equador permaneceram estáveis e mostram uma forte simetria hemisférica não encontrada em Júpiter.
O comportamento diferente dos ventos de Saturno poderia ter uma explicação simples, observam os cientistas. O longo ciclo sazonal na atmosfera de Saturno (um ano de Saturno é cerca de trinta anos terrestres) e a sombra equatorial dos anéis gigantes do planeta podem explicar a súbita desaceleração dos ventos equatoriais. Em vez de estarem ligados ao interior profundo de Saturno, impulsionado principalmente pelo calor interno, os ventos equatoriais poderiam ser em parte um fenômeno superficial superficial, afetado também por variações sazonais da luz solar. De fato, a região equatorial de Saturno tem sido a localização de sistemas gigantes de tempestades, como os observados em 1990 e 1994. Essas tempestades podem ter induzido fortes mudanças dinâmicas, talvez resultando no enfraquecimento observado dos ventos equatoriais.
Outra possibilidade é que os ventos medidos pela equipe estejam em altitudes mais altas, onde é provável que os ventos diminuam em velocidade. No artigo da Nature, a equipe observa que os ventos não equatoriais de Saturno permaneceram inalterados durante esse período, lembrando Júpiter a esse respeito, o que sugere que esses ventos poderiam estar mais profundamente enraizados.
Novas observações do HST pela equipe hispano-americana estão planejadas para o final deste ano. Os novos dados e as imagens de alta resolução a serem obtidas pela missão orbital NASA-ESA Cassini que deverá chegar a Saturno em meados de 2004 permitirá que eles e outros cientistas aprendam se o atual padrão de vento persistirá ou mudará ao longo do curso do ciclo sazonal de Saturno. Nos dois casos, observa French, "esses resultados serão testes importantes de nossa compreensão teórica dos ventos nos planetas gigantes".
Fonte original: Comunicado de imprensa do Wellesley College
