Herschel liga água de Júpiter a impacto de cometa

Este mosaico de imagens obtidas pela câmara WFPC-2 do Hubble mostra a evolução do local de impacto G em Júpiter (foi atribuída uma letra a cada dos 21 fragmentos do Shoemaker-Levy 9; G representa o sétimo fragmento a atingir o planeta).
Crédito: R. Evans, J. Trauger, H. Hammel e Equipa Científico do Cometa do HST

O Observatório Espacial Herschel da ESA resolveu um mistério de longa data sobre a origem da água na atmosfera superior de Júpiter, encontrando provas conclusivas de que foi entregue pelo dramático impacto do cometa Shoemaker-Levy 9 em Julho de 1994. Durante a espectacular colisão que durou uma semana, uma série de 21 fragmentos cometários colidiram com o hemisfério sul de Júpiter, deixando cicatrizes escuras na atmosfera do planeta, que persistiu durante várias semanas. O notável evento foi a primeira observação directa de uma colisão extraterrestre no Sistema Solar. Foi seguida em todo o mundo por astrónomos amadores e profissionais com muitos telescópios terrestres e com o Telescópio Espacial Hubble.

 

O Observatório Espacial Infravermelho (ISO) da ESA foi lançado em 1995 e foi o primeiro a detectar e a estudar a água na atmosfera superior de Júpiter. Foi amplamente especulado que o cometa Shoemaker-Levy 9 podia ter sido a origem desta água, mas faltava provas directas. Os cientistas foram capazes de excluir uma fonte interna, tal como a água surgindo do interior da atmosfera do planeta, pois não é possível o vapor de água passar através da 'armadilha fria' que separa a estratosfera da camada visível de nuvens na troposfera inferior. Por isso, a água na estratosfera de Júpiter deve ter sido entregue a partir do exterior. Mas a determinação da sua origem teve que esperar mais de 15 anos, até o Herschel usar os seus sensíveis olhos infravermelhos para mapear a distribuição vertical e horizontal da assinatura química da água.

 

As observações do Herschel descobriram que havia 2-3 vezes mais água no hemisfério sul de Júpiter do que no hemisfério norte, com a maior parte concentrada em torno dos locais do impacto do cometa em 1994. Além disso, só é encontrada em altas altitudes. "Só o Herschel foi capaz de fornecer a sensível imagem espectral necessária para encontrar o elo perdido entre a água de Júpiter e o impacto de 1994 do cometa Shoemaker-Levy 9," afirma Thibault Cavalié do Laboratório de Astrofísica de Bordéus, autor principal do artigo publicado na revista Astronomy and Astrophysics. "De acordo com os nossos modelos, tanto quanto 95% da água na estratosfera é devida ao impacto do cometa."

 Distribuição da água na estratosfera de Júpiter, medida pelo observatório espacial Herschel da ESA com o instrumento PACS a 66,4 micrómetros. Os dados foram sobrepostos numa imagem de Júpiter obtida no visível com o Telescópio Hubble.Crédito: mapa da água: ESA/Herschel/T. Cavalié et al.; Júpiter: NASA/ESA/Reta Beebe (Universidade de Novo México)

 

Outra fonte possível de água seria uma chuva constante de pequenas partículas de poeira interplanetária em Júpiter. Mas, neste caso, a água deveria ser distribuída uniformemente por todo o planeta e deveria filtrar-se para altitudes mais baixas. Além disso, uma das luas geladas de Júpiter poderia fornecer água para o planeta por meio de um gigantesco toro de vapor, tal como o Herschel já viu na lua de Saturno, Encelado, mas esta hipótese foi também descartada. Nenhuma das grandes luas de Júpiter está no lugar certo para transportar água para os locais observados. Finalmente, os cientistas foram capazes de afastar quaisquer contribuições significativas de pequenos impactos recentes avistados por astrónomos amadores em 2009 e 2010, juntamente com variações locais na temperatura da atmosfera de Júpiter. O Shoemaker-Levy 9 é provavelmente o único culpado.

 

"Todos os quatro planetas gigantes do Sistema Solar exterior têm água nas suas atmosferas, mas pode haver quatro cenários diferentes para como a obtiveram," afirma Dr. Cavalié. "Para Júpiter, é evidente que o Shoemaker-Levy 9 é, de longe, a fonte dominante, mesmo que outras fontes externas possam também contribuir." Graças às observações do Herschel, ligámos agora um impacto cometário único - um que foi seguido em tempo real e que capturou a imaginação do público - à água de Júpiter, finalmente resolvendo um mistério que foi aberto há quase duas décadas," acrescenta Göran Pilbratt, cientista do projecto Herschel da ESA. As observações feitas neste estudo prenunciam as planeadas para a missão futura da ESA, JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) a Júpiter e às suas luas, com lançamento previsto para 2022, que irá mapear a distribuição dos ingredientes atmosféricos de Júpiter em ainda maior detalhe.

Fonte: Astronomia On-Line