Como Saturno, Júpiter e outros planetas mudaram nos últimos 10 anos, segundo o Hubble

“Como o OPAL agora abrange 10 anos e continua contando, nosso banco de dados de observações planetárias está sempre crescendo”, explica Amy Simon, astrônoma da Nasa, em comunicado. “Essa longevidade permite descobertas fortuitas, mas também permite rastrear mudanças atmosféricas de longo prazo conforme os planetas orbitam o Sol”.

Vale lembrar que Júpiter, Saturno, Urano e Netuno têm atmosferas profundas e nenhuma superfície sólida. Assim, apresentam sistemas climáticos únicos, alguns com faixas de nuvens multicoloridas e com tempestades misteriosas que podem durar muitos anos. Cada planeta também tem estações que podem perdurar por muito tempo. Perceber as mudanças citadas só é possível por uma observação detalhada e a longo prazo.

Foi pensando nisso que a Nasa decidiu, em comemoração à primeira década de operação de OPAL/Hubble, publicar alguns dos resultados do experimento ao longo dos anos. Conheça alguns destaques sobre cada planeta:

Júpiter

As faixas de nuvens de Júpiter apresentam um caleidoscópio de formas e cores em constante mudança. Há sempre tempo tempestuoso em Júpiter: ciclones, anticiclones, cisalhamento do vento e a maior tempestade do sistema solar, a Grande Mancha Vermelha (GRS). Júpiter é coberto com nuvens de cristal de gelo de amônia em grande parte no topo de uma atmosfera com dezenas de milhares de milhas de profundidade.

Hubble rastreia essas nuvens e mede os ventos, as tempestades e os vórtices que ali se formam, além de monitorar o tamanho, a forma e o comportamento da GRS, que diminui de tamanho e aumenta a velocidade de seus ventos. Dados do OPAL mediram recentemente a frequência com que misteriosas ovais escuras (visíveis apenas em comprimentos de onda ultravioleta) apareciam nas “capas polares” da névoa estratosférica.

Ao contrário da Terra, Júpiter está inclinado apenas 3° em seu eixo. Por isso, mudanças sazonais podem não ser esperadas, exceto que a distância de Júpiter do Sol varia em cerca de 5% ao longo de sua órbita de 12 anos, e assim o OPAL monitora de perto a atmosfera para efeitos sazonais.

Outra vantagem do Hubble é que os observatórios terrestres não podem visualizar Júpiter continuamente por duas rotações de Júpiter, porque isso soma 20 horas. Durante esse tempo, um observatório no solo teria entrado no dia e Júpiter não estaria mais visível até a noite seguinte.

Saturno

Saturno leva mais de 29 anos para orbitar o Sol, o que significa que, por enquanto, OPAL o seguiu por apenas um quarto de um ano saturniano (começando em 2018, após o fim da missão Cassini). Como Saturno é inclinado 26,7°, ele passa por mudanças sazonais mais profundas do que Júpiter. As estações saturninas duram aproximadamente sete anos.

Tal fato também implica que o Hubble pode ver o seu espetacular sistema de anéis de um ângulo oblíquo de quase 30° para ver os anéis inclinados. De lado, os anéis quase desaparecem porque são relativamente finos. Espera-se que um evento como esses volte a acontecer em 2025.

OPAL ainda acompanhou mudanças nas cores da atmosfera de Saturno. A cor variável foi detectada pela primeira vez pelo orbitador Cassini, mas o Hubble fornece uma linha de base mais longa. Ele revelou pequenas mudanças de ano para ano na cor, possivelmente causadas pela altura das nuvens e ventos. As mudanças observadas são sutis porque OPAL cobriu apenas uma fração de um ano saturniano.

Os raios misteriosamente escuros dos anéis de Saturno, que cortam o plano dos anéis, são características transitórias que giram junto com os anéis. Sua aparência fantasmagórica persiste apenas por duas ou três rotações ao redor de Saturno.

Durante os períodos ativos, raios recém-formados adicionam continuamente ao padrão. Eles foram vistos pela primeira vez em 1981 pela Voyager 2. A Cassini também viu os raios durante sua missão de 13 anos, que terminou em 2017. O Hubble mostra que a frequência das aparições de raios é sazonalmente determinada, aparecendo pela primeira vez nos dados do OPAL em 2021.

Urano

Por sua vez, Urano está inclinado de lado, de modo que seu eixo de rotação quase fica no plano da órbita do planeta. Isso faz com que ele passe por mudanças sazonais radicais ao longo de sua jornada de 84 anos ao redor do Sol. Outra consequência é que parte de um hemisfério fica completamente sem luz solar por períodos de até 42 anos.

OPAL seguiu o polo norte agora se inclinando em direção ao Sol. Com a tecnologia, o Hubble fotografou Urano pela primeira vez após o equinócio da primavera, quando o Sol estava brilhando diretamente sobre o equador do planeta pela última vez. O aparelho já capturou várias tempestades com nuvens de cristais de gelo de metano em latitudes médias ao norte conforme o verão se aproxima do polo norte.

O Hubble tem rastreado o tamanho da calota polar norte e ela continua a ficar mais brilhante ano após ano. Conforme o solstício de verão do norte se aproxima em 2028, a calota pode ficar ainda mais brilhante e será direcionada diretamente para a Terra, permitindo boas vistas dos anéis e do polo norte. O sistema de anéis aparecerá então de frente. Entender como Urano muda ao longo do tempo ajudará no planejamento da missão Uranus Orbiter e Probe, propostos pela Nasa.

Netuno

Quando a Voyager 2 passou por Netuno em 1989, os astrônomos ficaram perplexos com uma grande mancha escura do tamanho do Oceano Atlântico pairando na atmosfera. Ela era tão duradoura que se questionou se ela seria do mesmo tamanho que a Grande Mancha Vermelha de Júpiter. A pergunta, no entanto, permaneceu sem resposta até que Hubble conseguiu mostrar em 1994 que tais tempestades escuras eram transitórias, surgindo e desaparecendo ao longo de uma duração de dois a seis anos cada.

Durante o programa OPAL, Hubble viu o fim de uma mancha escura e o ciclo de vida completo de uma segunda — ambas migrando em direção ao equador antes de se dissiparem. A continuidade da missão garante que os astrônomos não perderão outra.

As observações do Hubble revelaram uma ligação entre a abundância de nuvens em mudança de Netuno e o ciclo solar de 11 anos. A conexão entre Netuno e a atividade solar é surpreendente para os cientistas planetários porque Netuno é o planeta principal mais distante do nosso sistema solar. Ele recebe apenas cerca de 1/1000 da luz solar que a Terra recebe. No entanto, o clima nublado global de Netuno ainda parece ser influenciado pela atividade solar.