A maior tempestade do Sistema Solar, um anticiclone com mais de 16.000 quilómetros de diâmetro a que os astrónomos chamam Grande Mancha Vermelha, decora a superfície de Júpiter há já centenas de anos.

Um novo estudo mostra agora que Saturno - apesar de menos colorido e não tão interessante neste respeito quanto Júpiter - também tem megatempestades de longa duração com impactos nas profundezas da atmosfera que persistem durante séculos.

O estudo foi realizado por astrónomos da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e da Universidade do Michigan, em Ann Arbor, que analisaram as emissões de rádio do planeta, que vêm de baixo da superfície, e encontraram perturbações a longo prazo na distribuição do gás amoníaco.

O estudo foi publicado na revista Science Advances.

As megatempestades ocorrem aproximadamente a cada 20 a 30 anos em Saturno e são semelhantes aos furacões na Terra, embora significativamente maiores. Mas, ao contrário dos furacões da Terra, ninguém sabe o que causa as megatempestades na atmosfera de Saturno, que é composta principalmente por hidrogénio e hélio, com vestígios de metano, água e amoníaco.

Imagem rádio de Saturno obtida com o VLA em maio de 2015, com as emissões de rádio mais brilhantes de Saturno e dos seus anéis subtraídas para realçar o contraste nas emissões de rádio mais fracas entre as várias bandas latitudinais da atmosfera. Dado que o amoníaco bloqueia as ondas de rádio, as características brilhantes indicam áreas onde o amoníaco está esgotado e o VLA pode ver mais fundo na atmosfera. A larga banda brilhante nas latitudes norte é o resultado da tempestade de 2010 em Saturno, que aparentemente esgotou o gás amoníaco logo abaixo da nuvem de gelo de amoníaco, que é o que vemos a olho nu. Crédito: R. J. Sault e I. de Pater

"Compreender os mecanismos das maiores tempestades do Sistema Solar coloca a teoria dos furacões num contexto cósmico mais vasto, desafiando o nosso conhecimento atual e alargando os limites da meteorologia terrestre", disse o autor principal Cheng Li, antigo bolseiro na UC Berkeley que é agora professor assistente na Universidade de Michigan.

Imke de Pater, professora emérita de astronomia e de ciências da terra e planetárias da Universidade da Califórnia em Berkeley, estuda os gigantes gasosos há mais de quatro décadas para compreender melhor a sua composição e o que os torna únicos, utilizando o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array), no estado norte-americano de Novo México, para sondar as emissões de rádio das profundezas do planeta.

"No rádio, sondamos abaixo das camadas de nuvens visíveis dos planetas gigantes. Uma vez que as reações químicas e a dinâmica alteram a composição da atmosfera de um planeta, as observações abaixo destas camadas de nuvens são necessárias para determinar a verdadeira composição atmosférica do planeta, um parâmetro chave para os modelos de formação de planetas", disse. "As observações de rádio ajudam a caracterizar os processos dinâmicos, físicos e químicos, incluindo o transporte de calor, a formação de nuvens e a convecção nas atmosferas dos planetas gigantes, tanto à escala global como local."

No ótico, a atmosfera de Saturno parece mudar suavemente de cor para cor. Mas vista aqui no rádio - os dados do VLA sobrepõem-se a uma imagem de Saturno da Cassini - a natureza distinta das faixas é evidente. Os cientistas utilizaram os dados do VLA para compreender melhor o amoníaco na atmosfera do gigante gasoso e descobriram que as megatempestades transportam o amoníaco da atmosfera superior para a inferior. Crédito: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), I. de Pater et al (UC Berkeley)

Como relatado no novo estudo, de Pater, Li e Chris Moeckel, estudante da UC Berkeley, encontraram algo surpreendente nas emissões de rádio do planeta: anomalias na concentração do gás amoníaco na atmosfera, que relacionaram com as ocorrências passadas de megatempestades no hemisfério norte do planeta.

De acordo com a equipa, a concentração de amoníaco é mais baixa a altitudes médias, logo abaixo da camada superior de nuvens de amoníaco gelado, mas enriqueceu-se a altitudes mais baixas, 100 a 200 quilómetros mais fundo na atmosfera. Pensam que o amoníaco está a ser transportado da atmosfera superior para a inferior através dos processos de precipitação e reevaporação. Além disso, esse efeito pode durar centenas de anos.

O estudo revelou ainda que, embora Saturno e Júpiter sejam compostos de hidrogénio gasoso, os dois gigantes gasosos são notavelmente diferentes. Apesar de Júpiter ter anomalias troposféricas, estas foram associadas às suas zonas (bandas esbranquiçadas) e cinturas (bandas escuras) e não são causadas por tempestades como acontece em Saturno. A diferença considerável entre estes gigantes gasosos vizinhos está a pôr em causa o que os cientistas sabem sobre a formação de megatempestades nos gigantes gasosos e noutros planetas, e pode informar o modo como serão encontradas e estudadas em exoplanetas no futuro.

// Universidade da Califórnia, Berkeley (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science Advances)

Quer saber mais?

Saturno:
NASA
The Nine Planets
Solarviews
Wikipedia

VLA (Karl G. Jansky Very Large Array):
Página principal
NRAO
Wikipedia