Auroras em Júpiter exibem comportamento até então desconhecido

 As auroras boreais da Terra têm equivalentes em outros planetas. As auroras boreais de Júpiter estão revelando fenômenos inesperados graças às observações espaciais.

Características aurorais tênues detectadas por Juno, provavelmente desencadeadas por partículas da magnetosfera de Júpiter. Crédito: NASA/SWRI/JPL-Caltech/SwRI/V. Hue/GR Gladstone/B. Bonfond 

A missão Juno da NASA, orbitando Júpiter desde 2016, coletou dados valiosos sobre as auroras jovianas. O instrumento Waves capturou sinais eletromagnéticos produzidos por partículas carregadas no plasma, revelando ondas até então desconhecidas. Essas descobertas nos ajudam a entender como os campos magnéticos protegem os planetas da radiação estelar.

Auroras se formam quando partículas carregadas, guiadas pelo campo magnético do planeta, colidem com a atmosfera . Na Terra, isso cria luzes coloridas visíveis nos polos. Em Júpiter, as auroras são muito mais poderosas e emitem principalmente nas faixas ultravioleta e infravermelha , exigindo instrumentos especiais para observação. Plasma, frequentemente chamado de quarto estado da matéria, é um gás ionizado composto de elétrons e íons.

Ele se comporta como um fluido, mas reage fortemente a campos magnéticos. Ao redor de Júpiter, o planeta mais magnetizado do Sistema Solar, o plasma exibe comportamentos únicos que não ocorrem na Terra. A equipe de pesquisa descobriu que a densidade do plasma perto dos polos de Júpiter é muito baixa, enquanto o campo magnético é extremamente forte. Essa combinação cria um novo tipo de onda que começa como uma onda de Alfvén, mas se transforma em um modo de Langmuir.

Essas ondas influenciam como as partículas são canalizadas em direção às regiões polares. Em Júpiter, partículas carregadas são direcionadas diretamente para os polos, produzindo auroras mais concentradas e caóticas do que na Terra. Essas condições extremas podem ser comuns nos planetas externos do Sistema Solar ou em exoplanetas enormes.

Os cientistas continuam analisando os dados da Juno durante suas órbitas adicionais. Cada órbita fornece novos insights sobre como o plasma se comporta sob condições extremas.

Auroras em Júpiter capturadas pelo Telescópio Espacial James Webb em 2023. Crédito: NASA, ESA, CSA, Jonathan Nichols (Universidade de Leicester), Mahdi Zamani (ESA/Webb)

O que é plasma e por que ele é importante no espaço?

Plasma é um estado da matéria em que os átomos são tão energizados que se dividem em elétrons e íons eletricamente carregados. É frequentemente chamado de quarto estado da matéria, depois do sólido, líquido e gasoso.

No espaço, o plasma é onipresente, compondo a maior parte do Universo visível, incluindo estrelas e o meio interestelar. Ele se comporta como um fluido, mas interage fortemente com campos magnéticos, influenciando fenômenos como auroras e ventos solares.

Em Júpiter, o plasma é particularmente denso e magnetizado, criando condições únicas para o estudo de ondas e partículas. A compreensão do plasma ajuda os cientistas a modelar ambientes espaciais e prever o clima espacial que pode afetar satélites e comunicações na Terra.

A pesquisa sobre o plasma joviano também pode ser aplicada a outros corpos celestes, como anãs marrons ou exoplanetas, expandindo nosso conhecimento sobre sistemas planetários.

Como os campos magnéticos protegem os planetas?

Os campos magnéticos planetários atuam como escudos invisíveis, desviando partículas carregadas do vento solar ou de outras fontes cósmicas. Sem eles, essas partículas poderiam erodir a atmosfera e expor a superfície à radiação prejudicial.

Na Terra, o campo magnético guia as partículas em direção aos polos, onde criam as auroras boreal e austral. Esse processo dissipa a energia das partículas com relativa segurança, protegendo a biosfera e a tecnologia.

Júpiter possui o campo magnético mais forte do Sistema Solar, gerado por seu núcleo metálico em rápida rotação. Ele canaliza as partículas diretamente para os polos, produzindo auroras intensas e concentradas. Essa configuração difere da da Terra e fornece um laboratório natural para o estudo da magnetosfera.

A compreensão desses mecanismos ajuda a desenvolver estratégias para proteger futuras missões tripuladas ao espaço profundo, onde a radiação é uma grande ameaça à saúde dos astronautas e à integridade do equipamento.

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