Uma nova característica geométrica no céu do sul de Saturno
Saturno é indiscutivelmente o planeta mais reconhecível do sistema solar, em grande parte por causa do vasto sistema de anéis que o torna a resposta favorita sempre que alguém é solicitado a nomear um planeta. No entanto, as regiões polares do gigante gasoso se tornaram discretamente um dos quebra-cabeças mais fascinantes da ciência planetária. Uma estrutura rotativa de seis lados tem sido rastreada na atmosfera polar norte de Saturno por anos. O hemisfério sul, em contraste, nunca havia mostrado um padrão geométrico comparável. Isso parece ter mudado.
Uma equipe internacional de pesquisadores relata um padrão de onda de dez lados, ou decágono, atravessando várias camadas da atmosfera sul de Saturno. A estrutura é descrita em um estudo publicado na Science Advances, e representa a primeira vez que uma característica desse tipo foi identificada no hemisfério sul do planeta. O trabalho se baseia em imagens coletadas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA, juntamente com observações de telescópios terrestres.
Como os pesquisadores coletaram seus dados
Para identificar o decágono, a equipe examinou imagens capturadas entre 2023 e 2025. Os dados do Hubble vieram do programa Outer Planet Atmospheres Legacy, conhecido como OPAL, que começou em 2014. O OPAL foi estabelecido para capturar imagens anuais dos planetas exteriores, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, com o objetivo de compreender melhor a composição, o comportamento e a evolução de suas atmosferas. Essa cadência anual constante dá aos cientistas um registro de longa duração com o qual podem comparar, e é isso que torna uma estrutura recém-aparecida detectável em primeiro lugar.
Um parceiro europeu baseado em terra
Apoiando as observações do telescópio espacial estavam medições do Observatório de Calar Alto, localizado na Espanha. É o maior observatório astronômico do continente europeu, e seus instrumentos ajudaram a equipe a construir o quadro da atividade atmosférica no polo sul de Saturno. Combinar visões orbitais e terrestres dá aos pesquisadores múltiplos pontos de observação e cobertura de comprimentos de onda, o que é útil ao rastrear padrões de onda que abrangem diferentes profundidades na camada de nuvens de um planeta.
Hexágono versus decágono
O contraste entre as duas estruturas polares de Saturno é o cerne do novo estudo. O bem conhecido hexágono do norte tem seis lados, enquanto a característica do sul tem dez. Ambos são produzidos pelas correntes de jato de Saturno, mas as próprias correntes diferem em força e comportamento.
- Hexágono do norte: uma estrutura de seis lados impulsionada por velocidades de corrente de jato de aproximadamente 320 a 354 quilômetros por hora, ou 200 a 220 milhas por hora. Sua posição permaneceu em grande parte fixa ao longo do tempo.
- Decágono do sul: uma estrutura de dez lados associada a velocidades de corrente de jato mais rápidas, de cerca de 400 a 420 quilômetros por hora, ou aproximadamente 250 milhas por hora.
- Extensão vertical: o decágono do sul atravessa múltiplas camadas da atmosfera, em vez de se situar em uma única altitude.
- Movimento: ao contrário do hexágono do norte, em grande parte estacionário, o decágono do sul tem sido observado migrando para o leste.
Por que a diferença de velocidade pode importar
Os padrões polares do norte e do sul emergem do mesmo mecanismo amplo, as faixas de vento em rápido movimento que circulam o planeta em altas latitudes. O que difere é a energia e a velocidade envolvidas. A corrente de jato do sul que alimenta o decágono se move notavelmente mais rápido do que a corrente de jato do norte ligada ao hexágono, e a forma resultante é mais complexa, com dois cantos adicionais.
Essa relação entre a velocidade do vento e o número de lados é uma das razões pelas quais os cientistas planetários acham essas características tão úteis. Vórtices polares e correntes de jato atuam como laboratórios naturais para a dinâmica atmosférica, permitindo que os pesquisadores testem como os fluidos se comportam em uma esfera em rotação sob condições que não podem ser replicadas na mesma escala em um laboratório na Terra.
Um padrão que se desloca para o leste
A migração para o leste do decágono do sul o distingue de sua contraparte do norte. O estudo observa que os processos responsáveis por esse movimento estão potencialmente ligados ao ambiente atmosférico no polo sul, e a deriva é um dos aspectos que os pesquisadores sinalizam para investigação contínua. O monitoramento de longo prazo por meio do OPAL e campanhas de acompanhamento baseadas em terra serão essenciais para determinar se a migração é constante, cíclica ou ligada a mudanças sazonais à medida que Saturno se move através de sua longa órbita.
Saturno leva aproximadamente três décadas para completar uma volta ao redor do Sol, então cada hemisfério experimenta estações muito prolongadas. A janela de 2023 a 2025 durante a qual essas imagens foram coletadas captura apenas uma fatia desse ciclo, o que significa que a aparência do decágono e sua deriva para o leste podem parecer diferentes quando vistas ao longo de um intervalo mais amplo de observações.
O que a descoberta pode ensinar aos cientistas
Além da novidade de uma tempestade de dez lados, a descoberta adiciona um novo ponto de dados ao estudo de como as atmosferas planetárias se organizam. O hexágono do norte de Saturno tem sido um tema de pesquisa por anos, e ter um segundo padrão polar estruturalmente distinto para comparar dá aos cientistas um experimento natural. Diferenças na velocidade da corrente de jato, estrutura vertical e movimento entre os dois hemisférios podem ajudar a refinar modelos de circulação atmosférica em planetas gigantes.
Esse trabalho tem implicações além de Saturno. A mesma dinâmica de fluidos governa as atmosferas em faixas de Júpiter e dos gigantes de gelo Urano e Netuno, ambos alvos do programa OPAL. Entender por que um polo de um planeta se estabelece em um padrão de seis lados enquanto o outro produz um de dez lados leva os pesquisadores a examinar como rotação, cisalhamento do vento e aquecimento sazonal interagem nos polos de um mundo em rápida rotação.
Questões em aberto e próximos passos
Várias questões permanecem sem resposta. Os pesquisadores ainda precisam determinar há quanto tempo o decágono do sul existe, se estava presente mas não detectado em imagens anteriores, e o que governa seu movimento para o leste. A obtenção contínua de imagens anuais através do programa OPAL do Hubble, combinada com observatórios como o Calar Alto, ajudará a rastrear mudanças na estrutura ao longo do tempo.
As imagens por trás desta pesquisa foram produzidas com contribuições da NASA, da Agência Espacial Europeia e do Space Telescope Science Institute, com pesquisadores incluindo Agustin Sanchez-Lavega, da Universidade do País Basco, Amy Simon, do Goddard Space Flight Center da NASA, e Michael Wong, da UC Berkeley. O processamento de imagens foi realizado por Alyssa Pagan. Seu esforço combinado transformou um planeta familiar em uma nova fonte de perguntas sobre como as atmosferas se comportam nos extremos de velocidade do vento e rotação.
Este artigo é baseado em reportagem da Universe Today. Leia o artigo original.
Originally published on universetoday.com