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    Dando sentido à rotação impossível de Saturno

    Saturno eclipsa o Sol, como visto pela espaçonave Cassini. Crédito:NASA

    Saturno pode estar fazendo uma pequena oscilação eletromagnética e uma torção que tem atrapalhado as tentativas dos cientistas de determinar quanto tempo leva para o planeta girar em seu eixo, de acordo com um novo estudo.

    Descobrir a duração de um dia em qualquer planeta parece uma tarefa simples:encontre algum recurso no planeta e observe-o enquanto ele gira uma vez. Ou, se for um gigante gasoso como Júpiter, que não tem características de superfície sólida, os cientistas podem ouvir modulações periódicas na intensidade dos sinais de rádio criados no campo magnético giratório do planeta.

    E então há Saturno, que por décadas tem desafiado as tentativas de definir seu período de rotação exato. Agora um novo estudo em AGU's Journal of Geophysical Research :A Física Espacial pode ter finalmente desvendado o truque do gigante gasoso para esconder sua rotação, e fornecer a chave para revelar seu segredo.

    A nova pesquisa mostra como as mudanças sazonais em Saturno podem confundir as tentativas dos cientistas de calcular seu período de rotação exato.

    O período de rotação de um planeta é um dos fatos fundamentais sobre um planeta, junto com seu tamanho, composição, período orbital e outros fatos que não apenas descrevem um planeta, mas ajudam a explicar seu comportamento, história e ainda fornece pistas para sua formação.

    Saturno Coy

    Saturno emite apenas padrões de rádio de baixa frequência que são bloqueados pela atmosfera da Terra, tornam difícil estudar a rotação de Saturno da superfície da Terra. Em contraste, Júpiter emite padrões de rádio em frequências mais altas que permitiram que os radioastrônomos calculassem seu período de rotação antes que a era espacial avançasse.

    Não foi até a espaçonave ser enviada a Saturno que os cientistas foram capazes de coletar dados sobre sua rotação. As Voyagers 1 e 2 enviaram para casa os primeiros indícios da rotação de Saturno em 1980 e 1981. Eles detectaram uma modulação da intensidade do rádio que sugeria que o planeta girava uma vez a cada 10 horas e 40 minutos.

    "Então esse era o chamado período de rotação, "disse Duane Pontius, do Birmingham-Southern College, no Alabama, e co-autor do novo estudo.

    Quando a espaçonave Cassini chegou a Saturno 23 anos depois para estudar o planeta por 13 anos, encontrou algo surpreendente.

    "Por volta de 2004, vimos que o período mudou em 6 minutos, cerca de 1 por cento, "Pôncio disse.

    Um modelo analógico mecânico do que pode estar acontecendo com os hemisférios norte e sul da atmosfera de Saturno e plasma magnetosférico para criar sinais enganosos de quão rápido o planeta está girando. O "freio" é a desaceleração do plasma conforme ele voa para longe do planeta, da mesma forma, os braços de uma dançarina girando se movem mais devagar quando estão estendidos do que quando são mantidos perto do corpo. Crédito:E. L. Brooks, et al, 2019, JGR:Física Espacial

    Mas como um planeta inteiro muda a velocidade de sua rotação em 20 anos? Esse é o tipo de mudança que leva centenas de milhões de anos. Ainda mais misterioso foi a detecção da Cassini de padrões eletromagnéticos que sugeriam que a rotação do planeta é diferente nos hemisférios norte e sul.

    "Por muito tempo, Presumi que havia algo errado com a interpretação dos dados, "Pôncio recordou." Simplesmente não é possível.

    Estações de Saturno

    Para descobrir o que realmente estava acontecendo, Pôncio e seus co-autores começaram observando como Saturno é diferente de seu irmão mais próximo, Júpiter.

    "O que Saturno tem que falta em Júpiter, ao lado dos anéis óbvios? ", perguntou Pôncio. A resposta:estações. O eixo de Saturno está inclinado cerca de 27 graus, semelhante à inclinação de 23 graus da Terra. Júpiter quase não tem inclinação - apenas 3 graus.

    A inclinação significa que os hemisférios norte e sul de Saturno recebem diferentes quantidades de radiação do Sol, dependendo da estação. As diferentes doses de luz ultravioleta afetam os átomos despojados - chamados de plasma - na borda da atmosfera de Saturno.

    De acordo com o modelo proposto por Pôncio e seus colegas, as variações de UV do verão ao inverno nos diferentes hemisférios afetam o plasma de forma que ele cria mais ou menos arrasto nas altitudes onde encontra a atmosfera gasosa do planeta.

    Essa diferença no arrasto faz com que a atmosfera desacelere, que é o que define o período visto nos sinais de rádio.

    Mude o plasma sazonalmente, e você muda o período das emissões de rádio, que é o que é visto em Saturno.

    O novo modelo oferece uma solução para o enigma da impossibilidade de mudança dos períodos de rotação de Saturno. Também mostra que os períodos observados não são o período de rotação do núcleo de Saturno, que permanece não medido.

    Pôncio apresentou o modelo no início deste ano em uma reunião de cientistas da Saturn e disse que foi bem recebido. Agora ele espera que outros pesquisadores dêem o próximo passo para refinar o modelo, explorando como ele se encaixa nos 13 anos de dados de Saturno coletados pela Cassini.

    Esta história foi republicada por cortesia de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), uma comunidade de blogs de ciência espacial e terrestre, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.




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