Por que as camadas mais altas da atmosfera em planetas como Saturno, Urano e Netuno, são quentes como a do planeta Terra?
As camadas mais altas da atmosfera em planetas gigantes gasosos, como Saturno, Urano e Netuno, são quentes tal qual o planeta Terra. A grande diferença está na distância em relação ao Sol. Esses planetas estão muito distantes do Sol para dar conta de tal aquecimento. Sendo assim, esse calor tem sido um grande mistério da ciência planetária.
Imagem de Saturno, expedição Cassini-Huygens, (1997-2017). Fonte: Nasa
Novas análises em dados da expedição Cassini-Huygens, iniciada em 1997 que chegou em Saturno em 2004, da Nasa (Agência Espacial Norte Americana) em cooperação com a ESA (Agência Espacial Européia) encontram uma explicação plausível para tal condição atmosférica.
Já se sabe que os planetas gasosos, como Saturno, possuem auroras polares, assim como a Terra. Isso indica uma atividade elétrica em sua atmosfera. As correntes elétricas são desencadeadas por interações entre o vento solar e as partículas carregadas provenientes das luas de Saturno, que acendem as auroras e aquecem a atmosfera superior.
O trabalho que foi publicado no dia 06 de abril do ano de 2020 na revista "Nature Astronomy", é o mapeamento mais completo de temperatura e densidade da atmosfera superior de um gigante gasoso já feito, que até então tinha sido pouco compreendida.
Por meio das circulações atmosféricas, que são geradas por diferença de temperatura e rotação planetária, as correntes elétricas aurorais aquecem as camadas superiores da atmosfera de Saturno e impulsionam os ventos. O sistema eólico global se encarrega de distribuir essa energia das regiões polares para as equatoriais, o que equivale ao dobro da temperatura que normalmente é gerada em um aquecimento solar.
Evolução da temperatura nas camadas da atmosfera terrestre
"Os resultados são vitais para nosso entendimento geral das atmosferas superiores planetárias e são uma parte importante do legado da Cassini", disse o autor Tommi Koskinen, membro da equipe de Ultraviolet Imaging Spectograph (UVIS) da Cassini. "Eles ajudam a resolver a questão de por que a parte superior da atmosfera é tão quente, enquanto o restante da atmosfera - devido à grande distância do Sol - é fria".
Medir a densidade da atmosfera deu aos cientistas as informações necessárias para encontrar as temperaturas. (A densidade diminui com a altitude e a taxa de diminuição depende da temperatura.) Eles descobriram que as temperaturas atingem um pico próximo às auroras, indicando que as correntes elétricas aurorais aquecem a atmosfera superior.
As medições de densidade e temperatura juntas ajudaram os cientistas a descobrir a velocidade do vento. Entender a atmosfera superior de Saturno, onde o planeta encontra o espaço, é fundamental para entender o clima espacial e seu impacto em outros planetas em nosso sistema solar e exoplanetas em torno de outras estrelas.