No dossel rodopiante da atmosfera de Júpiter, os remendos sem nuvens são tão excepcionais que os grandes recebem o nome especial de "pontos quentes". Exatamente como essas clareiras se formam e por que elas são encontradas apenas perto do equador do planeta há muito que são mistérios. Agora, usando imagens da sonda Cassini da NASA, os cientistas descobriram novas evidências de que pontos quentes na atmosfera de Júpiter são criados por uma onda de Rossby, um padrão também visto na atmosfera e nos oceanos da Terra. A equipe descobriu que a onda responsável pelos pontos quentes desliza para cima e para baixo através das camadas da atmosfera como um cavalo de carrossel em um carrossel.
"Esta é a primeira vez que alguém acompanha de perto a forma de vários pontos de acesso ao longo de um período de tempo, o que é a melhor maneira de apreciar a natureza dinâmica desses recursos", disse o principal autor do estudo, David Choi, bolsista de pós-doutorado da NASA. trabalhando no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. O artigo foi publicado online na edição de abril da revista Icarus.
Choi e seus colegas fizeram filmes com lapso de tempo a partir de centenas de observações feitas pela Cassini durante o sobrevôo de Júpiter no final de 2000, quando a sonda fez sua aproximação mais próxima do planeta. Os filmes se aproximam de uma linha de pontos quentes entre um dos cinturões escuros de Júpiter e zonas brancas brilhantes, cerca de 7 graus ao norte do equador. Cobrindo cerca de dois meses (no tempo da Terra), o estudo examina as mudanças diárias e semanais nos tamanhos e formas dos pontos quentes, cada um dos quais cobrindo mais área do que a América do Norte, em média.
Muito do que os cientistas sabem sobre pontos quentes veio da missão Galileo da NASA, que lançou uma sonda atmosférica que caiu em um ponto quente em 1995. Essa foi a primeira e até agora única investigação in situ da atmosfera de Júpiter.
"Os dados da sonda do Galileo e um punhado de imagens de órbitas sugeriam os ventos complexos girando em torno desses pontos quentes e levantavam questões sobre se eram fundamentalmente ondas, ciclones ou algo entre eles", disse Ashwin Vasavada, co-autor do artigo que está baseado no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia, e que foi membro da equipe de imagem da Cassini durante o sobrevôo de Júpiter. "Os filmes fantásticos da Cassini agora mostram todo o ciclo de vida e evolução dos pontos de acesso em grandes detalhes."
Como os pontos quentes são brechas nas nuvens, eles fornecem janelas para uma camada normalmente invisível da atmosfera de Júpiter, possivelmente até o nível em que as nuvens de água podem se formar. Nas fotos, os pontos quentes parecem sombrios, mas como as camadas mais profundas são mais quentes, os pontos quentes são muito brilhantes nos comprimentos de onda infravermelhos nos quais o calor é detectado; de fato, é assim que eles receberam seu nome.
Uma hipótese é que os pontos quentes ocorrem quando grandes correntes de ar afundam na atmosfera e são aquecidas ou secas no processo. Mas a surpreendente regularidade dos pontos quentes levou alguns pesquisadores a suspeitar que há uma onda atmosférica envolvida. Normalmente, oito a dez pontos quentes se alinham, aproximadamente uniformemente espaçados, com densas nuvens brancas no meio. Esse padrão pode ser explicado por uma onda que empurra o ar frio, rompendo as nuvens e, em seguida, carrega o ar quente, causando a pesada cobertura de nuvens vista nas plumas. A modelagem por computador reforçou essa linha de raciocínio.
Nos filmes da Cassini, os pesquisadores mapearam os ventos em torno de cada ponto quente e pluma e examinaram as interações com os vórtices que passam, além dos giros do vento ou vórtices em espiral que se fundem com os pontos quentes. Para separar esses movimentos da corrente de jato em que residem os pontos quentes, os cientistas também acompanharam os movimentos de pequenas nuvens de "scooter", semelhantes às nuvens de cirros na Terra. Isso forneceu o que pode ser a primeira medição direta da verdadeira velocidade do vento do jato, que foi calculada em torno de 500 a 720 quilômetros por hora - muito mais rápido do que se pensava anteriormente. Os pontos quentes movimentam-se a um ritmo mais tranqüilo de cerca de 362 quilômetros por hora.
Provocando esses movimentos individuais, os pesquisadores viram que os movimentos dos pontos quentes se encaixam no padrão de uma onda de Rossby na atmosfera. Na Terra, as ondas de Rossby desempenham um papel importante no clima. Por exemplo, quando uma rajada de ar gélido do Ártico mergulha repentinamente e congela as colheitas da Flórida, uma onda de Rossby está interagindo com a corrente de jato polar e enviando-a para fora de seu curso típico. A onda viaja ao redor do nosso planeta, mas periodicamente vagueia para o norte e para o sul.
A onda responsável pelos pontos quentes também circunda o planeta de oeste para leste, mas em vez de vagar pelo norte e pelo sul, ela desliza para cima e para baixo na atmosfera. Os pesquisadores estimam que essa onda pode subir e descer de 15 a 30 milhas (24 a 50 quilômetros) de altitude.
As novas descobertas devem ajudar os pesquisadores a entender até que ponto as observações retornadas pela sonda Galileo se estendem ao resto da atmosfera de Júpiter. "E esse é outro passo para responder a mais das perguntas que ainda envolvem pontos quentes de Júpiter", disse Choi.
