No que toca a campos magnéticos, Júpiter é o derradeiro monstro. Tem o maior e o mais poderoso campo magnético de qualquer planeta no Sistema Solar, alimentado por um gigantesco motor.
Descobrir como é que este poderoso motor, ou dínamo, funciona é um dos objectivos da missão Juno da NASA, planeada para começar a sua viagem de cinco anos e mais de 600 milhões de quilómetros até Júpiter em Agosto de 2011. A Juno vai orbitar o planeta aproximadamente durante um ano, investigando as suas origens e evolução com oito instrumentos destinados a estudar a sua estrutura interna e campo gravitacional, medir água e amónia na sua atmosfera, mapear o seu poderoso campo magnético e observar as suas intensas auroras.
Os estudos do campo magnético vão ser trabalho para os magnetómetros gémeos da Juno, desenhados e construídos para medir a magnitude do campo a e sua direcção com a maior precisão de sempre, revelando-o pela primeira vez em alta-definição.
"Nos anos 70 as sondas Pioneer 10 e 11 e as Voyager 1 e 2 recolheram informações valiosas sobre o campo magnético de Júpiter," afirma Jack Connerney do Centro Goddard da NASA, vice-investigador principal da Juno e líder da equipa dos magnetómetros. Connerney colabora com o investigador principal da missão, Scott Bolton, no Instituto de Pesquisa do Sudoeste em San Antonio, Texas. "Mas as sondas anteriores orbitaram por entre as luas de Júpiter; Juno, uma sonda polar, será a primeira missão de mapeamento magnético em Júpiter."
"Mapear o campo magnético de Júpiter é um dos muito poucos modos disponíveis para aprender mais sobre a estrutura interna profunda de Júpiter," afirma o cientista do projecto Juno, Steven Levin do JPL da NASA em Pasadena, Califórnia, que gere a missão Juno. Isto é porque a atmosfera de Júpiter é tão comprimida pelo seu campo gravítico que se torna impenetrável para as técnicas mais sensíveis.
"Em adição," afirma Levin, "Júpiter pode ser o melhor local no Sistema Solar para estudar como os campos magnéticos planetários são gerados."
Júpiter tem o campo magnético mais poderoso de todos os planetas do Sistema Solar. Isto é uma vantagem. Júpiter é um gigante gasoso que oferece uma visão limpa do seu dínamo. Por contraste, o dínamo da Terra está parcialmente obscurecido por trás de uma camada de rocha crostral magnetizada. E o dínamo da Terra está bastante enterrado -- a cerca de metade do centro da Terra -- enquanto a região do dínamo de Júpiter encontra-se muito mais perto da superfície desse planeta.
"A sonda Juno vai passar repetidamente mesmo por cima da atmosfera de Júpiter, por isso vai estar mais perto do dínamo do que em qualquer outro planeta no Sistema Solar," explica Conneney. "É um projecto muito interessante porque irá realmente aumentar a nossa capacidade de determinar o que se passa." Para a Terra, o dínamo é gerado no ferro líquido do núcleo exterior. Para Júpiter, é gerado no hidrogénio, que constitui cerca de 90% do planeta. Algum deste hidrogénio encontra-se numa forma especial de gás -- um gás que pode conduzir electricidade, porque está sobre pressão suficiente para espremer os electrões das moléculas. Mais perto do núcleo, o gás é ainda mais comprimido, transformando-se num líquido chamado hidrogénio metálico. A questão é saber se é o hidrogénio metálico ou se é o gás que conduz electricidade a fonte do campo magnético de Júpiter -- uma questão que a Juno está desenhada para responder.
"Com a Juno, esperamos ver a estrutura detalhada do campo magnético de Júpiter com uma resolução bem superior à já obtida," afirma Jeremy Bloxham, co-investigador da Juno na Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts, EUA. "Também esperamos ser capazes de usar a estrutura do campo para inferir a estrutura interna de Júpiter, em particular para determinar o raio do núcleo interior de Júpiter."
A órbita oval, ou elíptica, de Juno, irá transportá-la para mais perto de Júpiter do que qualquer outra sonda, e depois até à lua Calisto e de volta. Em vez de viajar em torno do equador, a Juno será a primeira sonda a orbitar pólo a pólo, passando pelos pólos norte e sul durante a parte mais próxima da sua órbita. Será aí que a Juno obterá grandes observações das intensas auroras de Júpiter, bem como medições de partículas carregadas e correntes associadas. A sonda irá fazer 34 destas voltas, no fim cobrindo a totalidade do globo durante aproximadamente um ano terrestre.
A sonda vai aproximar-se de Júpiter o suficiente para sentir a força total do seu campo magnético -- entre 10 e 12 Gauss, enquanto o da Terra mede cerca de meio Gauss. Mesmo assim, noutros pontos da sua órbita, a Juno irá medir um campo cerca de 10 milhões de vezes mais fraco.
Os dois magnetómetros da Juno são idênticos, e ambos medem campos fortes e fracos. Os instrumentos estão quase a 2 metros de separação, numa estrutura situada no fim de um dos seus três painéis solares. Outros dois magnetómetros encontram-se a bordo, caso um dos outros falhe e caso a sonda comece a gerar o seu próprio campo magnético, que necessitaria então de correcções nas medições. Tal campo seria muito fraco, mas os magnetómetros conseguem discernir diferenças tão ligeiras que o instrumento mais próximo da sonda sentiria um campo mais forte do que o que se encontra mais longe nos painéis solares.
A Juno irá medir o campo magnético cerca de 60 vezes por segundo enquanto a sonda gira em torno de si própria duas vezes por minuto. A força e direcção do campo serão medidas em relação à rotação da sonda, mas os cientistas querem mesmo saber a direcção do campo relativamente a Júpiter e ao Universo. Esta tarefa requer a ajuda de câmaras estelares.
Cada sensor do magnetómetro está equipado com duas câmaras estelares com o objectivo de determinar a orientação exacta do sensor no espaço. A câmara captura uma imagem do céu nocturno e a cada quatro segundos. A câmara identifica todos os objectos brilhantes no seu campo de visão e usa um algoritmo inteligente para comparar o que "vê" com um catálogo de estrelas conhecidas. A orientação do sensor no espaço é a que melhor coincide com as estrelas no catálogo.
"Se tivermos nem que seja o mais pequeno desvio quando determinamos a orientação, isso irá impactar a medição do campo magnético," afirma o líder da equipa das câmaras estelares, John Jorgensen da Universidade Técnica Dinamarquesa, perto de Copenhaga.
A esplêndida precisão dos magnetómetros é devida em parte à sua capacidade para descobrir a orientação do sensor no espaço, que é tão importante como o desenho e a meticulosa calibração dos instrumentos.
"As medições da Juno poderão ser suficientes para detectar pequenas variações temporais no campo magnético de Júpiter," afirma Connerney. "Se Júpiter tem estas variações, medi-las permitirá visualizar pela primeira vez como o dínamo do planeta funciona. E isso dar-nos-á novos conhecimentos sobre os dínamos dos outros planetas, tanto cá no nosso Sistema Solar como noutros sistemas estelares.
Links:
Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
SPACE.com
PHYSORG.com
Nature News
Missão Juno:
Página da missão
Wikipedia
Júpiter:
Núcleo de Astronomia do CCVAlg
Wikipedia |
