Nuvens desaparecendo de Netuno ligadas ao ciclo solar

À medida que as manchas solares vêm e vão, o mesmo acontece com o tempo nublado no planeta gigante azul

Previsão do tempo para Netuno: Depois do tempo ensolarado nos últimos anos terrestres, veremos cada vez mais nuvens nos próximos anos. 

Esta sequência de imagens do Telescópio Espacial Hubble narra o aumento e a diminuição da quantidade de cobertura de nuvens em Netuno. Este longo conjunto de observações mostra que o número de nuvens cresce cada vez mais após um pico no ciclo solar – onde o nível de atividade do Sol aumenta e desce ritmicamente ao longo de um período de 11 anos. Créditos: NASA, ESA, Erandi Chávez (Universidade da Califórnia em Berkeley), Imke de Pater (Universidade da Califórnia em Berkeley) 

Em 1989, a sonda Voyager 2 da NASA forneceu as primeiras imagens de perto de nuvens lineares e brilhantes, que lembram nuvens cirrus na Terra, vistas no alto da atmosfera de Netuno. Eles se formam acima da maior parte do metano na atmosfera de Netuno e refletem todas as cores da luz solar, o que os torna brancos.

Nessa fronteira congelada, o Sol ainda é influente em relação ao clima netuniano que produz cobertura de nuvens. A uma distância de Netuno de quase 3 bilhões de milhas, o Sol aparece estrelado a 1/30 do diâmetro da Lua cheia. Essa fraca radiação é 1% da quantidade de luz estelar recebida na Terra.

No entanto, a influência do Sol em Netuno tornou-se cada vez mais óbvia quando os astrônomos analisaram 30 anos de observações de Netuno com os telescópios Hubble e Keck. A abundância de nuvens de Netuno aumenta e diminui ao longo de um ciclo de 11 anos. O Sol também tem um ciclo de 11 anos onde se torna tempestuoso à medida que seus campos magnéticos se emaranham, aumentando o número de manchas solares e a taxa de explosões violentas. 

Astrônomos descobriram uma ligação entre a mudança da abundância de nuvens de Netuno e o ciclo solar de 11 anos, no qual o aumento e a diminuição dos campos magnéticos emaranhados do Sol impulsionam a atividade solar. 

Esta descoberta é baseada em três décadas de observações de Netuno capturadas pelo Telescópio Espacial Hubble, da Nasa. Observatório W. M. Keck no Havaí, além de dados do Observatório Lick, na Califórnia. 

A ligação entre Netuno e a atividade solar é surpreendente para os cientistas planetários porque Netuno é o planeta mais distante do nosso sistema solar e recebe luz solar com cerca de 0,1% da intensidade que a Terra recebe. No entanto, o clima nublado global de Netuno parece ser impulsionado pela atividade solar, e não pelas quatro estações do planeta, que duram aproximadamente 40 anos cada. 

Atualmente, a cobertura de nuvens vista em Netuno é extremamente baixa, com exceção de algumas nuvens pairando sobre o polo sul do planeta gigante. Uma equipe de astrônomos liderada pela Universidade da Califórnia (UC) em Berkeley descobriu que a abundância de nuvens normalmente vistas nas latitudes médias do gigante gelado começou a desaparecer em 2019.

"Fiquei surpreso com a rapidez com que as nuvens desapareceram em Netuno", disse Imke de Pater, professor emérito de astronomia da UC Berkeley e autor sênior do estudo. "Essencialmente, vimos a atividade da nuvem cair em poucos meses", disse ela.

"Mesmo agora, quatro anos depois, as imagens mais recentes que tiramos em junho passado ainda mostram que as nuvens não voltaram aos níveis anteriores", disse Erandi Chavez, estudante de pós-graduação do Centro de Astrofísica | Harvard-Smithsonian (CfA) em Cambridge, Massachusetts, que liderou o estudo quando ela era estudante de astronomia na UC Berkeley.

"Isso é extremamente empolgante e inesperado, especialmente porque o período anterior de baixa atividade de nuvens de Netuno não foi tão dramático e prolongado."

Para monitorar a evolução da aparência de Netuno, Chavez e sua equipe analisaram imagens do Observatório Keck tiradas de 2002 a 2022, as observações de arquivo do Telescópio Espacial Hubble a partir de 1994 e dados do Observatório Lick, na Califórnia, de 2018 a 2019. 

Nos últimos anos, as observações de Keck foram complementadas por imagens tiradas como parte do Horário Crepúsculo e pelo programa Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) do Hubble. 

As imagens revelam um padrão intrigante entre as mudanças sazonais na cobertura de nuvens de Netuno e o ciclo solar – o período em que o campo magnético do Sol vira a cada 11 anos à medida que se torna mais emaranhado como uma bola de fio. Isso é evidente no aumento do número de manchas solares e no aumento da atividade das explosões solares.

À medida que o ciclo progride, o comportamento tempestuoso do Sol aumenta ao máximo, até que o campo magnético se abaixe e inverta a polaridade. Em seguida, o Sol se acomoda novamente ao mínimo, apenas para iniciar outro ciclo. 

Quando o tempo é tempestuoso no Sol, a radiação ultravioleta (UV) mais intensa inunda o sistema solar. A equipe descobriu que, dois anos após o pico do ciclo solar, um número crescente de nuvens aparece em Netuno. A equipe ainda encontrou uma correlação positiva entre o número de nuvens e o brilho do gigante de gelo da luz solar refletindo nele. 

"Esses dados notáveis nos dão a evidência mais forte até agora de que a cobertura de nuvens de Netuno se correlaciona com o ciclo do Sol", disse de Pater. "Nossas descobertas apoiam a teoria de que os raios UV do Sol, quando fortes o suficiente, podem estar desencadeando uma reação fotoquímica que produz as nuvens de Netuno." 

Os cientistas descobriram a conexão entre o ciclo solar e o padrão climático nublado de Netuno observando 2,5 ciclos de atividade de nuvens registrados ao longo do período de 29 anos de observações de Netuno. Durante esse tempo, a refletividade do planeta aumentou em 2002 e diminuiu em 2007. Netuno voltou a brilhar em 2015, escureceu em 2020 para o nível mais baixo já observado, que é quando a maioria das nuvens desapareceu. 

As mudanças no brilho de Netuno causadas pelo Sol parecem subir e descer relativamente em sincronia com o ir e vir das nuvens no planeta. No entanto, há um intervalo de tempo de dois anos entre o pico do ciclo solar e a abundância de nuvens vistas em Netuno. As mudanças químicas são causadas pela fotoquímica, que acontece no alto da atmosfera superior de Netuno e leva tempo para formar nuvens. 

"É fascinante poder usar telescópios na Terra para estudar o clima de um mundo a mais de 2,5 bilhões de quilômetros de distância de nós", disse Carlos Alvarez, astrônomo do Observatório Keck e coautor do estudo. "Os avanços na tecnologia e nas observações nos permitiram restringir os modelos atmosféricos de Netuno, que são fundamentais para entender a correlação entre o clima do gigante de gelo e o ciclo solar." 

No entanto, é necessário mais trabalho. Por exemplo, enquanto um aumento na luz solar UV poderia produzir mais nuvens e névoa, também poderia escurecê-las, reduzindo assim o brilho geral de Netuno. Tempestades em Netuno que surgem da atmosfera profunda afetam a cobertura de nuvens, mas não estão relacionadas a nuvens produzidas fotoquimicamente e, portanto, podem complicar os estudos de correlação com o ciclo solar. Observações contínuas de Netuno também são necessárias para ver quanto tempo a atual quase ausência de nuvens vai durar. 

A equipe de pesquisa continua a rastrear a atividade da nuvem de Netuno. "Vimos mais nuvens nas imagens Keck mais recentes que foram tiradas durante a mesma época em que o Telescópio Espacial James Webb, da NASA, observou o planeta; essas nuvens foram particularmente vistas em latitudes setentrionais e em altitudes elevadas, como esperado pelo aumento observado no fluxo solar de UV nos últimos aproximadamente 2 anos", disse de Pater. 

Os dados combinados do Hubble, do Telescópio Espacial Webb, do Observatório Keck e do Observatório Lick permitirão investigações adicionais sobre a física e a química que levam à aparência dinâmica de Netuno, o que, por sua vez, pode ajudar a aprofundar a compreensão dos astrônomos não apenas sobre Netuno, mas também sobre Netuno, mas também sobre exoplanetas, uma vez que muitos dos planetas além do nosso sistema solar são pensados para ter qualidades de Netuno. 

O Resultados são publicados na revista Ícaro.

Fonte: hubblesite.org