Pesquisa revela idade da Grande Mancha Vermelha de Júpiter

A icônica Grande Mancha Vermelha de Júpiter é uma enorme tempestade que gira na atmosfera do maior planeta do Sistema Solar há anos.

Mas os astrônomos têm debatido há quanto tempo realmente existe o vórtice, bem como quando e como ele se formou. Alguns especialistas acreditavam que tinha séculos de existência e foi observado pela primeira vez pelo astrônomo italiano Giovanni Domenico Cassini no século 17, enquanto outros pensavam que a tempestade era mais recente.

Agora, novas pesquisas sugerem que a Grande Mancha Vermelha se formou há cerca de 190 anos, o que significa que Cassini observou outra coisa em Júpiter em 1665. E, apesar de ser mais jovem do que se acreditava anteriormente, a tempestade continua sendo tanto o maior quanto o mais duradouro vórtice conhecido em nosso Sistema Solar, de acordo com os pesquisadores.

Um estudo detalhando as descobertas foi publicado em 16 de junho na revista Geophysical Research Letters.

Um olho na tempestade

A aparência marcante de Júpiter apresenta listras e manchas compostas por bandas de nuvens que circundam o planeta e tempestades ciclônicas. Suas cores vêm da composição de diferentes camadas atmosféricas, que são individualmente formadas por amônia, gelo de água, enxofre e gases de fósforo, de acordo com a Nasa (agência espacial dos Estados Unidos). Correntes de jato rápidas esculpem e estendem as nuvens em longas bandas.

Tempestades ciclônicas em Júpiter podem durar anos porque o planeta gasoso não tem uma superfície sólida, o que poderia desacelerar as tempestades.

A Grande Mancha Vermelha é um enorme vórtice dentro da atmosfera de Júpiter que tem cerca de 16.350 quilômetros de largura, similar ao diâmetro da Terra, de acordo com a Nasa. A tempestade se eleva a mais de 322 quilômetros de altura.

Ventos uivantes passam a 450 quilômetros por hora ao longo das bordas da tempestade. E sua cor vermelha característica vem de reações químicas atmosféricas.

A característica icônica é visível, mesmo através de pequenos telescópios.

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E parecia semelhante a um oval escuro na mesma latitude que Cassini avistou pela primeira vez ao olhar através de seu telescópio em meados de 1600. Ele se referiu à característica que espiou como a “Mancha Permanente”, e Cassini e outros astrônomos a observaram até 1713, quando perderam de vista a tempestade.

Então, em 1831, os astrônomos avistaram uma grande tempestade oval na mesma latitude em Júpiter, que persistiu e ainda é observada hoje. Mas os astrônomos há muito questionavam se era possível que as tempestades fossem o mesmo fenômeno ou dois vórtices diferentes que se manifestaram no mesmo lugar com mais de um século de diferença.

Uma equipe de pesquisadores que visa resolver o enigma reuniu uma grande quantidade de dados, analisando desenhos e imagens históricas que retratam a estrutura, localização e tamanho da mancha ao longo do tempo. Os dados foram usados para criar modelos numéricos que recriam a possível longevidade da tempestade.

“Com base nas medições de tamanhos e movimentos, deduzimos que é altamente improvável que a atual Grande Mancha Vermelha fosse a ‘Mancha Permanente’ observada por Cassini,” disse o autor principal do estudo, Agustín Sánchez-Lavega, professor de física aplicada da Universidade do País Basco em Bilbao, Espanha, em um comunicado. “A ‘Mancha Permanente’ provavelmente desapareceu em algum momento entre meados do século 18 e 19, caso em que podemos agora dizer que a longevidade da Grande Mancha Vermelha excede 190 anos.”

A Mancha Permanente persistiu por cerca de 81 anos, e nenhum dos desenhos analisados pela equipe mencionava qualquer cor específica para a tempestade, de acordo com os autores do estudo.

“Tem sido muito motivador e inspirador recorrer às notas e desenhos de Júpiter e sua Mancha Permanente feitos pelo grande astrônomo (Cassini), e aos seus artigos da segunda metade do século 17 descrevendo o fenômeno,” disse Sánchez-Lavega. “Outros antes de nós exploraram essas observações, e agora quantificamos os resultados.”

Encolhendo de tamanho

Enquanto examinavam os dados históricos, os pesquisadores também exploraram como a tempestade se originou, realizando simulações em supercomputadores usando modelos de como os vórtices se comportam na atmosfera de Júpiter.

A equipe realizou simulações para ver se a Grande Mancha Vermelha se formou a partir de uma supertempestade gigantesca, da fusão de vórtices menores produzidos pelos ventos intensos e alternados de Júpiter, ou de uma instabilidade nos ventos que poderia produzir uma célula de tempestade atmosférica. Uma célula de tempestade é uma massa de ar esculpida por correntes ascendentes e descendentes de vento que se move como uma entidade única.

Embora os dois primeiros cenários tenham resultado em ciclones, eles diferiam em forma e outras características observadas na Grande Mancha Vermelha.

“Nós também pensamos que, se um desses fenômenos incomuns tivesse ocorrido, ele ou suas consequências na atmosfera deveriam ter sido observados e relatados pelos astrônomos da época,” disse Sánchez-Lavega.

Mas os pesquisadores acreditam que a célula de tempestade atmosférica persistente, resultante de uma intensa instabilidade do vento, produziu a Grande Mancha Vermelha.

A tempestade mediu cerca de 39 mil quilômetros em seu ponto mais longo, de acordo com dados de 1879, mas vem encolhendo e se tornando mais arredondada ao longo do tempo, e agora mede cerca de 14 mil quilômetros.

Pesquisas anteriores, publicadas em março de 2018, mostraram que a Grande Mancha Vermelha está ficando mais alta à medida que encolhe em tamanho total. O estudo de 2018 também utilizou dados de arquivos para estudar como a tempestade mudou ao longo do tempo.

Dados de missões espaciais modernas, como a espaçonave Juno da Nasa, têm fornecido aos astrônomos visões sem precedentes da forma da tempestade.

“Vários instrumentos a bordo da missão Juno em órbita ao redor de Júpiter mostraram que a (Grande Mancha Vermelha) é rasa e fina quando comparada à sua dimensão horizontal, pois verticalmente ela tem cerca de 500 km de comprimento,” disse Sánchez-Lavega.

Seguindo em frente, os pesquisadores tentarão recriar a taxa de encolhimento da tempestade ao longo do tempo para entender os processos que mantêm a tempestade estável, bem como determinar se ela persistirá por anos ou desaparecerá ao atingir um certo tamanho — o que pode ter sido o destino da Mancha Permanente de Cassini.

“Adoro artigos como este que mergulham nas observações pré-fotográficas,” disse Michael Wong, cientista pesquisador da Universidade da Califórnia, em Berkeley, e coautor do artigo de 2018, após ler a pesquisa de Sánchez-Lavega. “(Nosso) artigo usou dados de rastreamento desde 1880, mas o novo artigo de Sánchez-Lavega foi mais longe e usou dados de desenhos à mão. Os materiais suplementares para este artigo também são ótimos.”

Wong não esteve envolvido no novo estudo.

“Temos muito a aprender sobre esses planetas fazendo observações contínuas e de longo prazo do seu clima e tempo.”

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