{"id":6245,"date":"2023-08-01T06:19:24","date_gmt":"2023-08-01T05:19:24","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6245"},"modified":"2023-08-01T06:19:24","modified_gmt":"2023-08-01T05:19:24","slug":"telescopio-webb-ve-luas-de-jupiter-sob-uma-nova-luz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/08\/01\/telescopio-webb-ve-luas-de-jupiter-sob-uma-nova-luz\/","title":{"rendered":"Telesc\u00f3pio Webb v\u00ea luas de J\u00fapiter sob uma nova luz"},"content":{"rendered":"
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Um mapa espetrosc\u00f3pico de Ganimedes (\u00e0 esquerda) derivado de medi\u00e7\u00f5es do JWST mostra a absor\u00e7\u00e3o de luz \u00e0 volta dos polos, caracter\u00edstica da mol\u00e9cula per\u00f3xido de hidrog\u00e9nio. Uma imagem infravermelha de Io (\u00e0 direita) do JWST mostra erup\u00e7\u00f5es vulc\u00e2nicas quentes em Kanehekili Fluctus (centro) e Loki Patera (\u00e0 direita). Os c\u00edrculos delimitam as superf\u00edcies das duas luas.
Cr\u00e9dito: Ganimedes – Samantha Trumbo, Cornell; Io – Imke de Pater, UC Berkeley<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Com as suas sens\u00edveis c\u00e2maras infravermelhas e o espetr\u00f3metro de alta resolu\u00e7\u00e3o, o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb (JWST) est\u00e1 a revelar novos segredos dos sat\u00e9lites galileanos de J\u00fapiter, em particular Ganimedes, a maior lua, e Io, a mais vulcanicamente ativa.<\/p>\n\n\n\n

Em duas publica\u00e7\u00f5es separadas, os astr\u00f3nomos que fazem parte do programa ERS (Early Release Science) do JWST relatam a primeira dete\u00e7\u00e3o de per\u00f3xido de hidrog\u00e9nio em Ganimedes e de gases sulfurosos em Io, ambos resultado da influ\u00eancia dominante de J\u00fapiter.<\/p>\n\n\n\n

“Isto mostra que podemos fazer uma ci\u00eancia incr\u00edvel com o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb em objetos do Sistema Solar, mesmo que o objeto seja realmente muito brilhante, como J\u00fapiter, mas tamb\u00e9m quando olhamos para coisas muito t\u00e9nues ao lado de J\u00fapiter”, disse Imke de Pater, professora em\u00e9rita de astronomia e ci\u00eancias terrestres e planet\u00e1rias na Universidade da Calif\u00f3rnia, em Berkeley. De Pater e Thierry Fouchet, do Observat\u00f3rio de Paris, s\u00e3o investigadores principais da equipa de observa\u00e7\u00e3o do ERS do Sistema Solar, uma das 13 equipas a quem foi dado acesso antecipado ao telesc\u00f3pio.<\/p>\n\n\n\n

Samantha Trumbo, p\u00f3s-doutorada da Universidade de Cornell, liderou o estudo de Ganimedes, que foi publicado a 21 de julho na revista Science Advances. Utilizando medi\u00e7\u00f5es captadas pelo NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph) do JWST, a equipa detetou a absor\u00e7\u00e3o de luz pelo per\u00f3xido de hidrog\u00e9nio – H2O2 – em torno dos polos norte e sul da lua, resultado de part\u00edculas carregadas em torno de J\u00fapiter e de Ganimedes que impactam no gelo que cobre a lua.<\/p>\n\n\n\n

“O JWST, ao revelar a presen\u00e7a de per\u00f3xido de hidrog\u00e9nio nos polos de Ganimedes, mostra pela primeira vez que as part\u00edculas carregadas canalizadas ao longo do campo magn\u00e9tico de Ganimedes est\u00e3o a alterar preferencialmente a qu\u00edmica da superf\u00edcie das suas calotes polares”, disse Trumbo.<\/p>\n\n\n

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Fotografias em grande plano de Ganimedes, esta obtida pela sonda Juno, e de Io pela nave espacial Galileo da NASA em 1997, quando orbitava J\u00fapiter.
Cr\u00e9dito: NASA\/JPL\/USGS<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Os astr\u00f3nomos argumentam que o per\u00f3xido \u00e9 produzido por part\u00edculas carregadas que atingem a \u00e1gua gelada \u00e0 volta dos polos e quebram as mol\u00e9culas de \u00e1gua em fragmentos – um processo chamado radi\u00f3lise – que depois se recombinam para formar H2O2. Suspeitaram que a radi\u00f3lise ocorreria principalmente em torno dos polos de Ganimedes porque, ao contr\u00e1rio de todas as outras luas do nosso Sistema Solar, tem um campo magn\u00e9tico que dirige as part\u00edculas carregadas para os polos.<\/p>\n\n\n\n

“Tal como o campo magn\u00e9tico da Terra dirige as part\u00edculas carregadas do Sol para as latitudes mais elevadas, provocando auroras, o campo magn\u00e9tico de Ganimedes faz o mesmo com as part\u00edculas carregadas da magnetosfera de J\u00fapiter”, acrescentou. “Estas part\u00edculas n\u00e3o s\u00f3 provocam auroras em Ganimedes, como tamb\u00e9m t\u00eam impacto na superf\u00edcie gelada”.<\/p>\n\n\n\n

Trumbo e Michael Brown, professor de astronomia planet\u00e1ria no Caltech, onde Trumbo recebeu recentemente o seu doutoramento, tinham estudado anteriormente o per\u00f3xido de hidrog\u00e9nio em Europa, outro dos quatro sat\u00e9lites galileanos de J\u00fapiter. Em Europa, no entanto, o per\u00f3xido era detet\u00e1vel em grande parte da superf\u00edcie, talvez, parcialmente, porque n\u00e3o tem um campo magn\u00e9tico para proteger a superf\u00edcie das part\u00edculas que se movem rapidamente \u00e0 volta de J\u00fapiter.<\/p>\n\n\n\n

“Este \u00e9 provavelmente um processo muito importante e generalizado”, disse Trumbo. “Estas observa\u00e7\u00f5es de Ganimedes fornecem uma janela chave para compreender como a radi\u00f3lise da \u00e1gua pode conduzir a qu\u00edmica em corpos gelados em todo o Sistema Solar exterior, incluindo nas vizinhas Europa e Calisto (a quarta lua galileana).”<\/p>\n\n\n\n

“Ajuda a efetivamente compreender como funciona a chamada radi\u00f3lise e que, de facto, com base em experi\u00eancias de laborat\u00f3rio na Terra, funciona como esperado”, disse de Pater.<\/p>\n\n\n\n

O ambiente sulfuroso de Io<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Num segundo artigo cient\u00edfico, aceite para publica\u00e7\u00e3o na revista Journal of Geophysical Research: Planets, de Pater e os seus colegas relatam novas observa\u00e7\u00f5es de Io feitas pelo Webb que mostram v\u00e1rias erup\u00e7\u00f5es em curso, incluindo um brilho num complexo vulc\u00e2nico chamado Loki Patera e uma erup\u00e7\u00e3o excecionalmente brilhante em Kanehekili Fluctus. Uma vez que Io \u00e9 a \u00fanica lua vulcanicamente ativa do Sistema Solar – a intera\u00e7\u00e3o gravitacional de J\u00fapiter aquece-a – estudos como este d\u00e3o aos cientistas planet\u00e1rios uma perspetiva diferente da que pode ser obtida atrav\u00e9s do estudo dos vulc\u00f5es na Terra.<\/p>\n\n\n

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Medi\u00e7\u00f5es do JWST, obtidas em novembro de 2022, sobrepostas num mapa da superf\u00edcie de Io. As medi\u00e7\u00f5es infravermelhas (\u00e0 direita) mostram um aumento de brilho em Kanekehili Fluctus, uma \u00e1rea vulc\u00e2nica grande e, durante o per\u00edodo de observa\u00e7\u00e3o, muito ativa em Io. As medi\u00e7\u00f5es espectrais (esquerda) mostram emiss\u00f5es infravermelhas proibidas do mon\u00f3xido de enxofre centradas na \u00e1rea vulc\u00e2nica. A coincid\u00eancia confirma a teoria de que o SO \u00e9 produzido em aberturas vulc\u00e2nicas e, na atmosfera muito fina de Io, permanece o tempo suficiente para emitir a linha proibida que normalmente seria suprimida por colis\u00f5es com outras mol\u00e9culas na atmosfera.
Cr\u00e9dito: Chris Moeckel e Imke de Pater, UC Berkeley; mapa de Io – cortesia do USGS<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Pela primeira vez, os investigadores conseguiram ligar uma erup\u00e7\u00e3o vulc\u00e2nica – em Kanehekili Fluctus – a uma carater\u00edstica espec\u00edfica de emiss\u00e3o produzida pelas chamadas transi\u00e7\u00f5es “proibidas” do g\u00e1s mon\u00f3xido de enxofre (SO).<\/p>\n\n\n\n

O di\u00f3xido de enxofre (SO2) \u00e9 o principal componente da atmosfera de Io, proveniente da sublima\u00e7\u00e3o do SO2 gelado, bem como de erup\u00e7\u00f5es vulc\u00e2nicas em curso, \u00e0 semelhan\u00e7a da produ\u00e7\u00e3o de SO2 pelos vulc\u00f5es na Terra. Os vulc\u00f5es tamb\u00e9m produzem SO, que \u00e9 muito mais dif\u00edcil de detetar do que o SO2. Em particular, a linha de emiss\u00e3o proibida do SO \u00e9 muito fraca porque o SO est\u00e1 em concentra\u00e7\u00f5es t\u00e3o baixas e \u00e9 produzido apenas durante um curto per\u00edodo de tempo ap\u00f3s ser excitado. Al\u00e9m disso, as observa\u00e7\u00f5es s\u00f3 podem ser feitas quando Io est\u00e1 na sombra de J\u00fapiter, quando \u00e9 mais f\u00e1cil ver os gases brilhantes de SO. Quando Io est\u00e1 na sombra de J\u00fapiter, o g\u00e1s SO2 na atmosfera de Io congela na sua superf\u00edcie, deixando apenas SO e g\u00e1s SO2 vulc\u00e2nico rec\u00e9m-emitido na atmosfera.<\/p>\n\n\n\n

“Estas observa\u00e7\u00f5es com o Webb mostram pela primeira vez que este SO excitado veio efetivamente de um vulc\u00e3o”, disse de Pater.<\/p>\n\n\n\n

De Pater tinha feito observa\u00e7\u00f5es anteriores de Io com o Telesc\u00f3pio Keck no Hawaii e encontrou n\u00edveis baixos da emiss\u00e3o proibida de SO em grande parte da lua, mas n\u00e3o conseguiu associar os pontos quentes de SO especificamente a um vulc\u00e3o ativo. Ela suspeita que grande parte deste SO, bem como o SO2 visto durante um eclipse, prov\u00e9m dos chamados vulc\u00f5es furtivos, que fazem erup\u00e7\u00f5es de g\u00e1s, mas n\u00e3o de poeira, o que os tornaria vis\u00edveis.<\/p>\n\n\n\n

H\u00e1 vinte anos, de Pater e a sua equipa propuseram que este estado excitado do SO s\u00f3 podia ser produzido em aberturas vulc\u00e2nicas quentes e que a t\u00e9nue atmosfera permitia que este estado se mantivesse por tempo suficiente – alguns segundos – para emitir a linha proibida. Normalmente, os estados excitados que produzem esta emiss\u00e3o s\u00e3o rapidamente amortecidos por colis\u00f5es com outras mol\u00e9culas na atmosfera e nunca s\u00e3o vistos. S\u00f3 em partes da atmosfera onde o g\u00e1s \u00e9 escasso \u00e9 que esses estados excitados duram o tempo suficiente para emitir linhas proibidas. Os verdes e vermelhos das auroras terrestres s\u00e3o produzidos por transi\u00e7\u00f5es proibidas do oxig\u00e9nio na t\u00e9nue atmosfera superior.<\/p>\n\n\n\n

“A liga\u00e7\u00e3o entre o SO e os vulc\u00f5es est\u00e1 relacionada com uma hip\u00f3tese que t\u00ednhamos em 2002 para explicar como pod\u00edamos ver a emiss\u00e3o de SO”, disse. “A \u00fanica forma de explicar esta emiss\u00e3o era se o SO fosse excitado na chamin\u00e9 vulc\u00e2nica a uma temperatura de cerca de 1500 K e sa\u00edsse neste estado excitado, perdesse o seu fot\u00e3o em poucos segundos e fosse essa a emiss\u00e3o que vemos. Assim, estas observa\u00e7\u00f5es s\u00e3o as primeiras que mostram que este \u00e9 o mecanismo mais prov\u00e1vel para vermos o SO”.<\/p>\n\n\n\n

O Webb voltar\u00e1 a observar Io ainda este m\u00eas de agosto com o NIRSpec. Tal como a futura observa\u00e7\u00e3o ser\u00e1, a anterior, que teve lugar a 15 de novembro de 2022, foi realizada quando Io estava na sombra de J\u00fapiter, de modo a que a luz refletida pelo planeta n\u00e3o se sobrepusesse \u00e0 luz proveniente de Io.<\/p>\n\n\n\n

De Pater notou tamb\u00e9m que o brilho de Loki Patera era consistente com o per\u00edodo observado de erup\u00e7\u00f5es do vulc\u00e3o, que aumenta de brilho, em m\u00e9dia, a cada 500 dias terrestres, com o brilho a durar alguns meses. Ela determinou isto porque n\u00e3o estava brilhante quando observou a lua com o Keck em agosto e setembro de 2022, nem estava brilhante quando outro astr\u00f3nomo a observou de abril a julho de 2022. Apenas o JWST captou o evento.<\/p>\n\n\n\n

“As observa\u00e7\u00f5es do Webb mostraram que as erup\u00e7\u00f5es tinham realmente come\u00e7ado e que era muito mais brilhante do que o que t\u00ednhamos visto em setembro”, disse.<\/p>\n\n\n\n

Enquanto De Pater se concentra principalmente no sistema joviano – os seus an\u00e9is, pequenas luas e as luas maiores Ganimedes e Io – ela e outros membros da equipa ERS, cerca de 80 astr\u00f3nomos, est\u00e3o tamb\u00e9m a utilizar o JWST para estudar os sistemas planet\u00e1rios de Saturno, \u00darano e Neptuno.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ UC Berkeley (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade de Cornell (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Science Advances)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico #2 (Journal of Geophysical Research: Planets)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Ganimedes:<\/strong>
NASA<\/a>
Nine Planets<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Io:<\/strong>
NASA<\/a>
Nine Planets<\/a>
Wikipedia<\/a>
Loki Patera (Wikipedia)<\/a>
Kanehekili Fluctus (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n

J\u00fapiter:<\/strong>
NASA<\/a>
Nine Planets<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Radi\u00f3lise:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
Programas DD-ERS do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 2 GO do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Observat\u00f3rio W. M. Keck:<\/strong>
P\u00e1gina principal<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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