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As luzes do Norte e do Sul de Júpiter estão fora de sincronia

os astrônomos finalmente detectaram raios-X brilhando das misteriosas luzes do Sul de Júpiter, segundo um novo estudo.Inesperadamente, as luzes do Norte e do Sul do planeta gigante não pululam no tempo umas com as outras, mas saem fora de sincronia, de acordo com o novo trabalho. Essa descoberta levanta questões sobre como essas auroras são geradas, disseram os pesquisadores.A sonda Voyager 1 da NASA detectou pela primeira vez auroras em Júpiter em 1979, concentradas perto do pólo norte do planeta. Auroras ocorrem quando ventos energéticos de partículas eletricamente carregadas — digamos, do sol-são capturados pelo campo magnético de um planeta e colidem com átomos na atmosfera daquele mundo. Isso resulta em flâmulas coloridas de luz no céu do planeta, geralmente perto dos pólos magnéticos do corpo. O campo magnético gigante de Júpiter é o mais forte de todos os planetas do sistema solar, com quase 20.000 vezes a força da terra, e as auroras do gigante gasoso são igualmente poderosas e especialmente brilhantes em raios-X. “É realmente um mundo totalmente diferente, mais vasto e mais energético”, disse o principal autor do estudo, William Dunn, astrofísico da University College London.Enquanto um fluxo de partículas carregadas do sol gera auroras ondulantes da Terra, Júpiter pode produzir suas próprias auroras, sem o vento solar. “Júpiter tem essa pequena lua chamada Io, que é o corpo mais vulcânico do sistema solar e preenche o ambiente espacial de Júpiter com enxofre, oxigênio e outros materiais a 1 tonelada por segundo”, disse Dunn. Space.com. este material de Io pode interagir com Júpiter para gerar auroras.Enquanto os pesquisadores examinavam Júpiter, muito permaneceu incerto sobre como os raios-X vistos nas luzes do Norte do planeta foram produzidos, disse Dunn. Para gerar as cores específicas dos raios-X vistos nessas auroras, o planeta precisa acelerar os íons de oxigênio a uma velocidade de cerca de 5.000 quilômetros por segundo. Isso é rápido o suficiente para que todos os elétrons sejam arrancados dos íons de oxigênio quando colidem com a atmosfera de Júpiter, emitindo assim os tipos de raios-X que os cientistas detectaram, disse ele.

esta imagem de auroras em Júpiter é um composto de observações ultravioletas pelo Telescópio Espacial Hubble tiradas em 2016 e uma imagem de luz visível do planeta tirada em 2014. (Crédito da imagem: NASA, ESA e J. Nichols (Universidade de Leicester))

para saber mais sobre como Júpiter gera suas auroras de raios-X do Norte, os cientistas queriam comparar essas luzes com as auroras de raios-X do Sul do planeta. No entanto, até agora, os pesquisadores haviam visto auroras de raios-X apenas nas luzes do Norte do planeta.Usando dados coletados pelos observatórios espaciais XMM-Newton e Chandra em 2007 e 2016, os cientistas produziram mapas das emissões de raios-X de Júpiter e identificaram um ponto de acesso de raios-X em cada pólo. Cada ponto de acesso cobria uma área muito mais ampla do que a Terra.Os pesquisadores descobriram que os hotspots de raios-X do Norte e do Sul de Júpiter pulsam em diferentes frequências e intensidades. Em contraste, as luzes do Norte e do Sul da terra se espelham amplamente em atividade. “Talvez ingenuamente, eu tivesse assumido que as auroras de raios-X do Norte e do Sul de Júpiter venceriam a tempo, mas claramente não é o caso”, disse Dunn.

as emissões de raios-X de alta energia no pólo sul de Júpiter pulsaram consistentemente a cada 11 minutos, enquanto as do Pólo Norte aumentaram e diminuíram erraticamente em brilho, agindo independentemente do Pólo Sul. Esses resultados foram extremamente surpreendentes, disse Dunn, e não previstos pelos modelos atuais de como as auroras de Júpiter são geradas.”Eu tive que quadruplicar-verificar tudo e pedir a alguns dos meus colegas para fazer isso, também, para garantir que eu não tinha cometido nenhum erro”, disse Dunn. “Eu acho que uma das coisas mais legais sobre trabalhar na ciência são aqueles momentos em que você percebe que é o primeiro humano em toda a história humana a ter visto um novo aspecto da natureza. Eu acho que o zumbido da descoberta é uma das muitas, muitas razões pelas quais eu sou um astrofísico.”

havia duas ideias complementares sobre como Júpiter gerou suas auroras de raios-X, disse Dunn. A primeira foi que Júpiter produziu enormes correntes elétricas para manter as partículas eletricamente carregadas ao redor do planeta girando na mesma velocidade que o gigante gasoso gira.”Assim como os circuitos elétricos que você pode estudar na escola, o fluxo de corrente para fora do planeta tem que retornar ao planeta em algum lugar para completar o circuito”, disse Dunn. “Espera-se que isso retorne ao planeta a enormes distâncias a 6 milhões de km de distância. Nessas grandes distâncias, Você produziria tensões enormes – 8 megavolts, dezenas de milhares de vezes mais tensão do que em sua casa. Essas tensões aceleram as partículas muito rápido, rápido o suficiente para arrancar todos os elétrons do oxigênio quando atinge a atmosfera.A segunda ideia era que parte dessa corrente elétrica de retorno foi perturbada pelas interações entre o vento solar e a magnetosfera de Júpiter, a área do espaço dominada pelo campo magnético de Júpiter e capturou partículas eletricamente carregadas. Essas interações podem levar a “explosões de partículas aceleradas muito rapidamente na atmosfera de Júpiter, para produzir explosões de emissão brilhante”, disse Dunn.No entanto, cada uma dessas idéias não consegue explicar por que as auroras nos pólos de Júpiter agem independentemente umas das outras. Uma possível explicação é que as condições na magnetosfera de Júpiter podem mudar rapidamente, de tal forma que qualquer influência de um pólo pode não ter o mesmo efeito sempre que atinge o outro pólo, disseram os pesquisadores. Outra possibilidade é que os dois pólos diferem de alguma forma em sua atividade geral, acrescentaram os cientistas.Os pesquisadores disseram que a espaçonave Juno da NASA, atualmente orbitando Júpiter, deve coletar dados que ajudarão a resolver o mistério das auroras do planeta gigante. “A missão Juno da NASA começou a realizar esses voos temerários de Júpiter há cerca de um ano e está realmente reescrevendo muito do que pensávamos saber sobre o planeta, enquanto descobrimos tantas coisas que nem sequer concebemos”, disse Dunn. Ele observou que apenas duas semanas atrás, o instrumento JEDI de Juno ” anunciou a descoberta de enormes campos elétricos que, sem dúvida, desempenham um papel importante na aurora de raios-X.

” inevitavelmente, algumas das ideias que propusemos estarão erradas. Essa é a natureza de fazer ciência – você propõe uma ideia e depois a testa”, disse Dunn. “Eu ficarei tão feliz se formos provados errados em algumas dessas idéias se isso nos aproximar um pouco da resposta certa ou provocar alguma discussão que nos livre de mais algumas das respostas erradas.”

os cientistas detalharam suas descobertas on-line em outubro. 30 na revista Nature Astronomy.

siga Charles Q. Choi no Twitter @cqchoi. Siga-nos @ Spacedotcom, Facebookand Google+. Artigo original sobre Space.com.

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