Nas profundezas dos céus tempestuosos de Júpiter encontra-se uma pista crucial sobre como todos os planetas do nosso sistema solar se formaram.
Num novo estudo, os cientistas usaram modelos computacionais avançados para observar abaixo de Júpiter nuvens densas e rodopiantes e abordar uma questão que perdura há décadas: quanto oxigênio o gigante gasoso realmente contém? O estudo sugere que Júpiter contém cerca de uma vez e meia mais oxigênio do que o solajudando a explicar não apenas as origens do gigante gasoso, mas também a história inicial do sistema solar.
Observações que datam de mais de 360 anos mostram que os céus de Júpiter são dominados por tempestades imensas e duradouras, incluindo a icónica Grande Mancha Vermelhaque é maior que a Terra. No entanto, medir diretamente a atmosfera profunda de Júpiter é extremamente difícil. Naves espaciais como a da NASA Missão Juno pode sondar a gravidade e os campos magnéticos do planeta, enquanto missões anteriores coletaram amostras apenas das camadas superiores de gás. Mas o oxigénio em Júpiter está maioritariamente retido na água, que se condensa nas profundezas das nuvens visíveis, muito além do alcance dos instrumentos em órbita em torno do gigante gasoso.
Para contornar esse problema, pesquisadores da Universidade de Chicago e do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA desenvolveram as simulações mais detalhadas já feitas de Atmosfera interior de Júpiter. Os seus modelos combinam a química atmosférica com a hidrodinâmica, rastreando não apenas quais moléculas estão presentes, mas também como os gases e as partículas das nuvens se movem através do planeta ao longo do tempo.
Essa combinação acabou sendo fundamental. Estudos anteriores frequentemente tratavam de química e movimento atmosférico separadamente, levando a estimativas totalmente diferentes do conteúdo de água e oxigênio de Júpiter. Ao modelar ambos juntos, a nova análise mostra como o vapor de água, as nuvens e as reações químicas interagem à medida que o material circula lentamente de camadas profundas e quentes para altitudes mais frias e mais elevadas, de acordo com o comunicado.
Os resultados apontam para um Júpiter que tem cerca de 1,5 vezes mais oxigênio do que o sol. Essa descoberta apoia modelos de formação nos quais Júpiter cresceu acumulando material gelado no início da história do Sistema Solar, provavelmente perto ou além do a chamada linha de neveonde a água gelada era abundante. A formação tão longe do calor do Sol teria permitido que Júpiter incorporasse naturalmente mais material rico em oxigênio preso em água congelada do que o próprio Sol.
As simulações também sugerem que a circulação atmosférica profunda de Júpiter é mais lenta do que se supunha anteriormente, com os gases demorando semanas – e não horas – a mover-se entre as camadas. Essa visão poderia remodelar a compreensão dos cientistas sobre como o calor, as tempestades e a química interagem dentro do planeta.
Os planetas preservam impressões digitais químicas dos ambientes em que se formaram, tornando-os cápsulas do tempo de história planetária. Compreender quais as condições que dão origem aos diferentes tipos de planetas não só esclarece a evolução do sistema solar, mas também ajuda a orientar a procura de mundos habitáveis além do nosso.
Suas descobertas foram publicado em 8 de janeiro no Planetary Science Journal.
