O campo magnético de Saturno não forma uma bolha simétrica e equilibrada como a da Terra. Em vez disso, é decididamente desigual, de acordo com uma nova pesquisa realizada por cientistas da University College London (UCL). A investigação sugere que esta distorção é causada pela rápida rotação do planeta e pela grande quantidade de material que arrasta pelo espaço.
O campo magnético do planeta (magnetosfera) atua como um escudo protetor contra o fluxo de partículas altamente carregadas do vento solar. A magnetosfera de Saturno é extremamente grande, estendendo-se por mais de dez vezes o diâmetro do planeta.
Cassini estuda identificar a ponta magnética de Saturno
Os resultados da pesquisa foram publicados em comunicações da naturezacom base em seis anos de observações da missão Cassini da NASA. Os investigadores concentraram-se em determinar a localização exacta da cúspide de Saturno, uma região onde as linhas do campo magnético se curvam em direcção aos pólos, permitindo que partículas carregadas fluam para a atmosfera.
A análise mostra que a cúspide sempre se move para um lado. Da perspectiva do Sol, ele parece estar se movendo para a direita, geralmente entre 1h00 e 3h00 (como mostrado no mostrador), em vez de 12h00 como visto na Terra.
Rotação rápida e transformação acionada por plasma
Os cientistas acreditam que esta compensação está relacionada com dois factores principais. Saturno gira muito rapidamente, levando apenas 10,7 horas para completar uma rotação. Ao mesmo tempo, está rodeado por uma densa “sopa” de plasma (gás ionizado), grande parte dele proveniente de gases libertados pelas suas luas, especialmente Encélado.
A rotação rápida e este ambiente de plasma pesado juntos parecem puxar as linhas do campo magnético lateralmente. Os pesquisadores observam que são necessárias mais simulações para confirmar totalmente esta explicação.
Encélado e a busca pela vida
Os arredores de Saturno são cada vez mais preocupantes devido à presença de Encélado, uma lua que emite plumas geladas de um oceano subterrâneo que poderia abrigar vida. É também o principal alvo das missões propostas planeadas pela Agência Espacial Europeia na década de 2040.
O coautor, Professor Andrew Coates (UCL Mullard Space Science Laboratory), disse: “A cúspide é onde o vento solar pode deslizar diretamente para a magnetosfera. Compreender a localização da cúspide de Saturno pode nos ajudar a entender e mapear melhor toda a bolha magnética.”
“À medida que os planos para o nosso regresso a Saturno e à sua lua Encélado começam a ser desenvolvidos, uma melhor compreensão do ambiente de Saturno é particularmente urgente agora. Estes resultados deixam-nos entusiasmados com o regresso a Saturno. Desta vez, procuraremos evidências de habitabilidade e potenciais sinais de vida.
“Este estudo também fornece evidências chave para uma teoria de longa data – que a rápida rotação de planetas massivos com luas ativas, como Saturno, substitui o vento solar como a força dominante na formação da magnetosfera. Sugere que a magnetosfera de Saturno e de outros planetas gigantes gasosos em rotação rápida podem ser fundamentalmente diferentes da magnetosfera da Terra.”
“A própria Encélado é um motor chave deste ambiente, libertando grandes quantidades de vapor de água ionizado que carrega a magnetosfera com plasma pesado, que é então puxado à medida que o planeta gira.”
Novos insights sobre campos magnéticos planetários
A equipe de pesquisa internacional inclui cientistas da Academia Chinesa de Ciências, da Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul e da Universidade de Hong Kong.
O autor correspondente, Professor Yao Zhonghua (Universidade de Hong Kong), disse: “A diferença entre a estrutura magnética de Saturno e a estrutura magnética da Terra sugere que existem processos básicos unificados nas interações do vento solar entre diferentes planetas. Observações terrestres abrangentes revelam o mecanismo de funcionamento da Terra, enquanto estudos comparativos entre planetas nos dizem leis básicas que podem ser usadas para compreender outros sistemas, como os exoplanetas.”
Xu Yan, autor principal, da Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul da China, disse: “Ao combinar as observações da Cassini com simulações, descobrimos que a rápida rotação de Saturno e o plasma da sua lua Encélado moldam conjuntamente a distribuição global assimétrica das cúspides. Esperamos que isto forneça alguma referência útil para a exploração futura dos ambientes espaciais de Júpiter e Saturno.”
Instrumento Cassini captura eventos importantes
Para determinar quando a Cassini passou pela cúspide, a equipe analisou dados de dois instrumentos a bordo: o magnetômetro Cassini, MAG, e o espectrômetro de plasma Cassini, CAPS. Eles encontraram 67 desses eventos entre 2004 e 2010, com base em indicadores como os níveis de energia dos elétrons detectados.
Usando estas observações, os investigadores criaram uma simulação do campo magnético de Saturno. Eles descobriram que a interação entre a magnetosfera e o vento solar no seu limite externo é muito semelhante aos processos observados em Júpiter.
Grande parte dos dados vem do sensor eletrônico CAPS, desenvolvido por uma equipe liderada pelo professor Coates do Laboratório de Ciências Espaciais Mullard da University College London.
A pesquisa foi apoiada pelo Conselho de Instalações Científicas e Tecnológicas do Reino Unido, pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China e outras agências de financiamento.
