Os cientistas podem finalmente saber porque é que Júpiter e Saturno têm padrões climáticos muito diferentes nos seus pólos, apesar de serem semelhantes em tamanho e composição. A descoberta pode ajudar os investigadores a aprofundar o interior destes planetas gigantes gasosos.
Observações de duas pessoas sistema solar O gigante gasoso revelou JúpiterO Pólo Norte tem um vórtice polar central rodeado por oito vórtices menores, enquanto Saturno Tem um único e estranho vórtice atmosférico hexagonal gigante acima do Pólo Norte.
“Nosso estudo mostra que dependendo das propriedades internas e da suavidade da base do vórtice, isso afetará os padrões de fluxo que você observa na superfície”, disse Wanying Kang, membro da equipe de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). disse em um comunicado. “Não creio que alguém tenha feito esta ligação entre os padrões dos fluidos superficiais e as propriedades internas destes planetas. Um cenário possível é que Saturno tenha uma base mais dura do que Júpiter.”
Mais suave que Saturno?
Kang e colegas foram inspirados a conduzir a simulação depois de verem imagens capturadas por Júpiter. Nave espacial Juno, Ele orbita o maior planeta do sistema solar desde 2016 e foi ultrapassado por Cassini Conduziu observações durante mais de 13 anos antes de ser deliberadamente largado no planeta anelado no final da sua missão em 2017.
As imagens da Juno revelam a enorme escala das tempestades polares de Júpiter, que têm cerca de 4.800 quilómetros de diâmetro. Para contextualizar, isso é cerca de metade da largura da Terra. Enquanto isso, as observações de Saturno pela Cassini revelaram que seus vórtices hexagonais individuais têm surpreendentes 18.000 milhas (29.000 quilômetros) de diâmetro.
Os astrónomos não sabem ao certo porque existe uma diferença tão grande no tamanho dos vórtices dos dois planetas. “As pessoas passaram muito tempo decifrando as diferenças entre Júpiter e Saturno”, disse o líder da equipe, Shi Jiaru, cientista do MIT. “Os dois planetas têm aproximadamente o mesmo tamanho e ambos são compostos principalmente de hidrogénio e hélio. Não está claro porque é que os seus vórtices polares são tão diferentes.”
Para responder a esta questão, a equipa desenvolveu um modelo bidimensional que mostra como os vórtices nos pólos de planetas gigantes gasosos como Saturno e Júpiter evoluem ao longo do tempo e aplicou-o a uma série de cenários diferentes. Isto inclui alterações nas características, como o tamanho do planeta, a velocidade de rotação, o aquecimento interno e a rigidez do fluido em turbilhão dentro do vórtice.
Depois de garantir que o fluido nestes vórtices flui num padrão aleatório, os cientistas estão prontos para determinar como o fluido evolui sob condições específicas. Isso levou à descoberta de que um único mecanismo poderia determinar se um único vórtice ou vários vórtices se formariam; quanto mais suave for o gás girando na base do vórtice, menor será o vórtice. Isto permite a formação de múltiplos vórtices, como os observados nos pólos de Júpiter.
Se a equipe estiver correta, isso significa que Júpiter é feito de um gás mais macio e, portanto, mais leve, enquanto Saturno parece ser feito de um material gasoso mais pesado.
“O que vemos da superfície, os padrões de fluidos em Júpiter e Saturno, podem nos dizer algo sobre o interior, como o quão macio é o fundo, o que é importante porque talvez abaixo da superfície de Saturno, o interior contém mais metais e tem mais material condensável, permitindo-lhe fornecer uma estratificação mais forte do que Júpiter”, concluiu Shi. “Isso aumentará nossa compreensão desses gigantes gasosos.”
A pesquisa da equipe foi aceita para publicação na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
