James Webb resolve mistério de Saturno após décadas

Astrônomos resolveram um mistério de décadas sobre Saturno com ajuda do Telescópio Espacial James Webb. O planeta não estava acelerando ou desacelerando. Ventos na alta atmosfera alteravam sinais elétricos usados para medir sua rotação.

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O que parecia impossível

Saturno dava a impressão de mudar sua velocidade de rotação com o passar do tempo. Esse resultado intrigava cientistas porque planetas não alteram seu giro em intervalos curtos.

A dúvida ganhou força em 2004, quando a sonda Cassini registrou sinais que sugeriam mudança gradual na rotação. O problema estava no método de medição, não no planeta.

Em 2021, a equipe liderada por Tom Stallard propôs uma explicação. Os ventos na atmosfera superior de Saturno afetavam sinais elétricos ligados às auroras. Esses sinais serviam como referência para estimar a rotação.

Faltava uma peça. Os pesquisadores ainda precisavam explicar o que criava esses ventos.

O James Webb olhou para as auroras

O grupo usou o James Webb para observar a região das auroras do norte de Saturno durante um dia saturniano completo.

No estudo publicado no Journal of Geophysical Research: Space Physics, a equipe analisou luz infravermelha emitida pelo cátion trihidrogênio, também chamado de H3+. Essa molécula com carga elétrica surge na alta atmosfera e indica variações de temperatura.

Com esses dados, os cientistas criaram os mapas mais detalhados já feitos da temperatura e da densidade de partículas carregadas na região auroral de Saturno.

Antes, medições anteriores tinham incertezas de cerca de 50 °C. Agora, o James Webb entregou uma precisão cerca de dez vezes maior.

A aurora aquece, o vento responde

Os mapas mostraram padrões locais de aquecimento e resfriamento. Esses padrões bateram com modelos computacionais criados mais de dez anos antes.

Os modelos só funcionavam quando a fonte de calor aparecia no mesmo ponto onde partículas aurorais mais fortes entram na atmosfera.

Esse detalhe mudou a leitura do fenômeno. As auroras não criam apenas luz. Elas depositam energia em regiões específicas da atmosfera.

Esse aquecimento gera ventos. Os ventos criam correntes elétricas. Essas correntes ajudam a alimentar as auroras, que voltam a aquecer a atmosfera.

Um ciclo que se sustenta

Ao ScienceDaily, Tom Stallard chamou o fenômeno de “bomba de calor planetária”. Segundo ele, a aurora aquece a atmosfera, a atmosfera move ventos, os ventos geram correntes e as correntes alimentam a aurora.

O ciclo explica por que Saturno parecia girar em ritmos diferentes. Os cientistas mediam um sinal afetado pela atmosfera, não a rotação real do planeta.

A descoberta também amplia a discussão sobre atmosferas planetárias. Saturno mostra uma ligação forte entre sua atmosfera e sua magnetosfera, a região controlada pelo campo magnético.

Essa troca pode ocorrer em outros mundos. Para os pesquisadores, estudar a estratosfera de planetas distantes pode revelar interações ainda desconhecidas entre atmosfera e espaço ao redor.