Um trabalho de colaboração entre astrónomos amadores e profissionais ajudou a resolver um mal-entendido de longa data acerca da composição das nuvens de Júpiter. Em vez de serem formadas por amoníaco gelado - a opinião convencional - parece agora que são provavelmente compostas por hidrossulfeto de amónio misturado com "smog". Os resultados foram publicados na revista Journal of Geophysical Research - Planets.

A nova descoberta foi desencadeada pelo astrónomo amador, Dr. Steven Hill, que vive no estado norte-americano do Colorado. Recentemente, demonstrou que a abundância de amoníaco e a pressão no topo das nuvens na atmosfera de Júpiter podiam ser mapeadas utilizando telescópios disponíveis no mercado comercial e alguns filtros especiais. De forma notável, estes resultados iniciais não só mostraram que a abundância de amoníaco na atmosfera de Júpiter podia ser mapeada por astrónomos amadores, como também mostraram que as nuvens residem demasiado profundamente na atmosfera quente de Júpiter para serem consistentes com as nuvens de amoníaco gelado.

Neste novo estudo, o professor Patrick Irwin, do Departamento de Física da Universidade de Oxford, aplicou o método analítico do Dr. Steven Hill a observações de Júpiter efetuadas com o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) do VLT (Very Large Telescope) do ESO, no Chile. O MUSE utiliza o poder da espetroscopia, em que os gases de Júpiter criam impressões digitais reveladoras na luz visível a diferentes comprimentos de onda, para mapear o amoníaco e a altura das nuvens na atmosfera do gigante gasoso.

Ao simular a forma como a luz interage com os gases e as nuvens num modelo de computador, o professor Irwin e a sua equipa descobriram que as nuvens primárias de Júpiter - as que podemos ver quando olhamos através de telescópios amadores - tinham de ser muito mais profundas do que se pensava, numa região de maior pressão e temperatura. Demasiado quente, de facto, para a condensação de amoníaco. Em vez disso, essas nuvens têm de ser feitas de algo diferente: hidrossulfeto de amónio.

Análises anteriores das observações MUSE tinham sugerido um resultado semelhante. No entanto, como essas análises foram feitas com métodos sofisticados e extremamente complexos que só podem ser realizadas por apenas alguns grupos em todo o mundo, este resultado era difícil de corroborar. Neste novo trabalho, a equipa de Irwin descobriu que o método do Dr. Hill, que consiste simplesmente em comparar os brilhos em filtros adjacentes e estreitos, dá resultados idênticos. E como este novo método é muito mais rápido e muito simples, é muito mais fácil de verificar. Assim, a equipa conclui que as nuvens de Júpiter estão realmente a pressões mais profundas do que as esperadas nuvens de amoníaco a 700 mb e, por isso, não podem ser compostas de puro amoníaco gelado.

O professor Irwin afirmou: "Estou espantado por um método tão simples ser capaz de sondar tão profundamente a atmosfera e demonstrar tão claramente que as principais nuvens não podem ser puro gelo de amoníaco! Estes resultados mostram que um amador inovador, utilizando uma câmara moderna e filtros especiais, pode abrir uma nova janela sobre a atmosfera de Júpiter e contribuir para compreender a natureza das nuvens de Júpiter, há muito misteriosas, e a forma como a atmosfera circula".

O Dr. Steven Hill, doutorado em Astrofísica pela Universidade do Colorado e que trabalha em previsões do clima espacial, afirmou: "Gosto sempre de 'empurrar' as minhas observações para ver que medições físicas posso efetuar com equipamento comercial modesto. A esperança é poder encontrar novas formas dos amadores contribuírem de forma útil para o trabalho profissional. Mas certamente não esperava um resultado tão produtivo como este projeto tem sido!"

Os mapas de amoníaco resultantes desta técnica analítica simples podem ser determinados a uma fração do custo computacional de métodos mais sofisticados. Isto significa que podem ser usados por cientistas cidadãos para rastrear as variações de amoníaco e da pressão no topo das nuvens em características da atmosfera de Júpiter, incluindo as bandas de Júpiter, pequenas tempestades e grandes vórtices como a Grande Mancha Vermelha.

John Rogers, da British Astronomical Association, um dos coautores do estudo, acrescenta: "Uma vantagem especial desta técnica é que pode ser utilizada frequentemente por amadores para relacionar as mudanças meteorológicas visíveis em Júpiter com as variações de amoníaco, que podem ser ingredientes importantes no clima".

Então, porque é que o amoníaco não se condensa para formar uma nuvem espessa? A fotoquímica (reações químicas induzidas pela luz solar) é muito ativa na atmosfera de Júpiter e o professor Irwin e os seus colegas sugerem que nas regiões onde o ar húmido e rico em amoníaco é elevado, o amoníaco é destruído e/ou misturado com produtos fotoquímicos mais rapidamente do que o amoníaco gelado se pode formar. Assim, a camada principal de nuvens pode na realidade ser composta por hidrossulfeto de amónio misturado com produtos fotoquímicos, o smog, que produzem as cores vermelha e castanha vistas nas imagens de Júpiter.

Em pequenas regiões, onde a convecção é especialmente forte, as correntes ascendentes podem ser suficientemente rápidas para formar amoníaco gelado fresco, e tais regiões foram ocasionalmente observadas por naves espaciais como a Galileo da NASA e, mais recentemente, pela Juno da NASA, onde foram vistas algumas pequenas nuvens brancas altas, lançando as suas sombras sobre a camada principal de nuvens abaixo.

O professor Irwin e a sua equipa também aplicaram o método às observações VLT/MUSE de Saturno e encontraram uma concordância semelhante nos mapas de amoníaco derivados com outros estudos, incluindo um determinado a partir de observações do Telescópio Espacial James Webb. Da mesma forma, descobriram que o nível principal de reflexão está bem abaixo do nível esperado de condensação de amoníaco, sugerindo que processos fotoquímicos semelhantes estão a ocorrer na atmosfera de Saturno.

// Universidade de Oxford (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Journal of Geophysical Research - Planets)

Quer saber mais?

Júpiter:
NASA
CCVAlg - Astronomia
Nine Planets
Wikipedia
Atmosfera de Júpiter (Wikipedia)

VLT (Very Large Telescope):
ESO
Wikipedia
MUSE (ESO)