Tempestades de Granizo em Júpiter lançam Bolas Gigantes de Amônia e Água

Algumas tempestades gigantes em Júpiter podem gerar bolas de cogumelo se as condições forem adequadas. (NASA)

O clima em Júpiter pode, em alguns aspectos, assemelhar-se aos fenômenos da Terra, mas há peculiaridades que desafiam completamente a nossa compreensão.

A Hipótese do “Cogumelo”

Os cientistas agora propõem uma explicação para as estranhas propriedades das nuvens caóticas do planeta: durante tempestades massivas com raios e trovões, Júpiter é bombardeado por uma chuva de bolas de neve, grandes aglomerados de gelo granizado feitos de amônia e água, com uma textura semelhante à neve molhada ou a uma raspadinha de loja de conveniência.

Esta é atualmente a melhor hipótese que os astrônomos têm para explicar a distribuição desigual de amônia na atmosfera de Júpiter, algo que também ocorre em Saturno, Urano e Netuno.

Imke [de Pater] e eu pensamos: “Não tem como isso ser real”, disse Chris Moeckel, cientista planetário da Universidade da Califórnia, Berkeley, que liderou a pesquisa. “Tantas variáveis ​​precisam se alinhar para que isso funcione — parecia incrivelmente exótico. Passei três anos tentando provar que estava errado.” E eu não consegui.

A ideia surgiu pela primeira vez em 2020, quando dados da sonda Juno sugeriram um mecanismo estranho por trás da remoção de amônia e água da atmosfera superior do planeta.

De acordo com essa teoria, as grandes tempestades de Júpiter lançam água para o alto da atmosfera, onde ela encontra o vapor de amônia, que derrete o gelo. A mistura então congela novamente no frio extremo, formando bolas de cogumelo.

Nessas altitudes, a amônia atua como um anticongelante, diminuindo o ponto de fusão da água e permitindo a formação de nuvens líquidas de amônia e água, explicou Heidi Becker, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.

Essas gotículas de amônia e água que caem podem colidir com cristais de gelo ascendentes e eletrificar as nuvens — o que foi surpreendente, já que nuvens de amônia e água não existem na Terra.

Investigando a Tempestade com Juno e Hubble

Para investigar mais a fundo, Moeckel e seus colegas — Imke de Pater (UC Berkeley) e Huazhi Ge (Caltech) — analisaram dados da Juno e do Telescópio Espacial Hubble de julho de 2017, quando a sonda passou sobre uma enorme tempestade de raios que ainda está ativa hoje.

A Juno registrou dados em seis frequências de rádio com seu radiômetro de micro-ondas, enquanto o Hubble capturou imagens em comprimentos de onda ultravioleta, óptico e infravermelho próximo.

A atmosfera de Júpiter é extremamente turbulenta, com múltiplas tempestades ocorrendo simultaneamente. No entanto, a maioria dos sistemas meteorológicos é relativamente rasa. Um estudo recente revela que muitos padrões meteorológicos se estendem apenas de 10 a 20 quilômetros abaixo do topo das nuvens visíveis.

Alguns sistemas, no entanto — como vórtices ciclônicos, faixas de nuvens ricas em amônia e violentas tempestades de raios onde se formam bolas de cogumelo — alcançam profundidades muito maiores na troposfera.

A maior parte do que vemos em Júpiter está no nível da superfície. “É superficial, mas algumas coisas — vórtices e grandes tempestades — atravessam essa camada”, disse Moeckel. “Estamos basicamente mostrando que o topo da atmosfera não representa com precisão o que acontece mais profundamente.”

Essas tempestades de cogumelos perturbam a composição da atmosfera. À medida que se formam e caem, eles esgotam a amônia até cerca de 150 quilômetros de profundidade, transportando-a para o interior de Júpiter.

Anteriormente, os cientistas não tinham explicação para o destino da amônia. Os cogumelos fornecem a peça que faltava. A água sobe das profundezas da atmosfera, mistura-se com a amônia na proporção de 3:1, congela e cai de volta, liberando seu conteúdo nas profundezas do planeta.

Condições Estritas Necessárias

Este processo requer condições muito específicas: fortes correntes ascendentes para elevar a água e uma rápida mistura para formar cogumelos grandes e densos que possam sobreviver à queda.

A principal evidência veio dos dados de rádio da Juno.

Havia um pequeno ponto abaixo da nuvem que parecia estar esfriando — gelo derretendo — ou um pico de amônia — derretendo e liberando amônia, disse Moeckel. O fato de que qualquer uma das explicações só fazia sentido com os cogumelos foi o que finalmente me convenceu.

Este mecanismo de transporte pode não ser Exclusivo de Júpiter. Cientistas acreditam que processos semelhantes podem estar ocorrendo em outros gigantes gasosos — e até mesmo em exoplanetas. Esperemos que missões futuras possam confirmar isso.

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