Durante mais de 50 anos, pensámos que conhecíamos o tamanho e a forma de Júpiter, o maior planeta do Sistema Solar. Agora, investigadores do Instituto Weizmann de Ciência reviram esse conhecimento utilizando novos dados e tecnologia.

Num novo estudo publicado na revista Nature Astronomy, os cientistas, que lideraram uma equipa internacional da Itália, dos EUA, da França e da Suíça, fornecem a determinação mais precisa até agora do tamanho e da forma de Júpiter.

"Sabendo apenas a distância a Júpiter e observando a sua rotação, é possível determinar o seu tamanho e forma", diz o professor Yohai Kaspi do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias de Weizmann. "Mas para fazer medições realmente exatas são necessários métodos mais sofisticados".

"A forma de Júpiter, tal como era conhecida até agora, foi obtida pelos investigadores a partir de apenas seis medições feitas há quase cinco décadas pelas missões Voyager e Pioneer da NASA, que enviaram feixes de rádio das naves espaciais para a Terra", explica o Dr. Eli Galanti, cientista sénior que liderou a investigação na equipa de Kaspi. "Essas missões forneceram uma base, mas agora temos a rara oportunidade de liderar a análise de 26 novas medições efetuadas pela nave espacial Juno da NASA".

Lançada em 2011 e em órbita de Júpiter desde 2016, a Juno tem enviado uma série de dados em bruto. Quando a NASA estendeu a missão em 2021 para que a nave espacial pudesse continuar a estudar mais de perto Júpiter e as suas luas, o novo percurso alargado da Juno colocou a nave numa órbita que permitiu que ela passasse atrás de Júpiter do ponto de vista da Terra, algo que a sua órbita anterior nunca fez. "A passagem da Juno por detrás de Júpiter proporciona uma oportunidade para novos objetivos científicos. Quando a nave espacial passa por trás do planeta, o seu sinal de comunicação de rádio é bloqueado e distorcido pela atmosfera de Júpiter. Isto permite uma medição exata do tamanho de Júpiter", diz o investigador principal da Juno, o Dr. Scott J. Bolton do SwRI (Southwest Research Institute) em San Antonio, Texas, EUA.

A equipa da Juno no Instituto Weizmann aproveitou esta nova oportunidade. "Seguimos a forma como os sinais de rádio se curvam à medida que atravessam a atmosfera de Júpiter, o que nos permitiu traduzir esta informação em mapas detalhados da temperatura e densidade de Júpiter, produzindo a imagem mais clara até agora do tamanho e forma do planeta gigante", diz Maria Smirnova, estudante de doutoramento do grupo de Kaspi, que desenvolveu uma técnica especial para processar os novos dados da Juno.

As novas descobertas mostram que Júpiter é ligeiramente mais pequeno do que o estimado anteriormente - tem menos 8 km de largura no equador e 24 km de largura nos polos. Por outras palavras, é mais achatado em comparação com as avaliações anteriores. "Os manuais escolares terão de ser atualizados", diz Kaspi. "O tamanho de Júpiter não mudou, claro, a forma como o medimos é que mudou".

O polo sul de Júpiter visto pela sonda Juno da NASA numa passagem íntima. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; processamento de imagem - Betsy Asher Hall e Gervasio Robles

"Estes poucos quilómetros são importantes", explica Galanti. "Deslocar o raio apenas um pouco permite que os nossos modelos do interior de Júpiter se ajustem muito melhor aos dados da gravidade e às medições atmosféricas". Esta implicação foi testada por outro estudante de doutoramento do grupo de Kapsi, Maayan Ziv. "Estávamos numa posição única para usar os nossos modelos de última geração da estrutura de densidade interior de Júpiter para mostrar que a forma refinada ajuda a preencher a lacuna entre os modelos e as medições", diz Ziv. Este estudo tem também implicações mais vastas para a compreensão da estrutura dos planetas gasosos em geral, uma vez que Júpiter serve de referência padrão para o estudo dos gigantes gasosos do Sistema Solar e não só.

Kaspi refere também que as medições anteriores não tinham em conta os ventos fortes de Júpiter. Ao incluir estes ventos extremos nos seus cálculos, a equipa de Weizmann eliminou discrepâncias de longa data em medições anteriores. "É difícil ver o que se passa por baixo das nuvens de Júpiter, mas os dados de rádio dão-nos uma janela para a profundidade dos ventos zonais e dos poderosos ciclones de Júpiter”, explica Kaspi.

O trabalho sobre os ventos está relacionado com um estudo recente efetuado por Kaspi e pelo Dr. Nimrod Gavriel, também do grupo de Kaspi, acerca dos vastos ciclones polares de Júpiter. Esse estudo, publicado na revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), utilizou as medições da Juno do movimento destes ciclones para prever a profundidade do seu interior. De um modo geral, uma melhor compreensão dos ventos de Júpiter permite aos cientistas elucidar a relação entre a atmosfera do planeta e o seu interior profundo. A sua previsão foi recentemente confirmada por medições de micro-ondas efetuadas pela nave espacial Juno.

"Esta investigação ajuda-nos a compreender como os planetas se formam e evoluem", diz Kaspi. "Júpiter foi provavelmente o primeiro planeta a formar-se no Sistema Solar e, ao estudarmos o que se passa no seu interior, ficamos mais perto de compreender como surgiu o Sistema Solar e planetas como o nosso".

Olhando para o futuro, as técnicas desenvolvidas nestes estudos serão úteis à equipa durante a análise dos dados da nave espacial JUICE da ESA, lançada em 2023. A missão transporta um instrumento concebido pelo Instituto Weizmann que permitirá uma visão mais profunda da atmosfera do planeta.

// Instituto Weizmann de Ciência (comunicado de imprensa)
// NASA (blog)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (PDF)

Quer saber mais?

Júpiter:
NASA
Nine Planets
Wikipedia

Missão Juno:
NASA
SwRI
Wikipedia