Júpiter foi observado com SOFIA ao passar pela fenda espectroscópica FORCAST em todo o planeta. O painel esquerdo mostra uma imagem de luz visível de Júpiter com retângulos azuis ilustrando a orientação e o tamanho da fenda FORCAST. Para cada ponta do telescópio, o espectro foi feito em todas as posições ao longo da fenda. Os dois painéis do lado direito mostram imagens SOFIA de Júpiter feitas combinando os comprimentos de onda em duas das fendas. A Grande Mancha Vermelha de Júpiter é evidente e girou entre as diferentes observações. O conteúdo total de informações são imagens completas de Júpiter em todos os comprimentos de onda entre 17,9 e 32,9 mícrons, ou equivalente, espectros em cada posição. Crédito:Imagem de luz visível:Anthony Wesley. FORCAST slitscan:NASA / SOFIA / Fletcher et al.
Pela primeira vez desde as missões da espaçonave dupla Voyager em 1979, cientistas produziram mapas infravermelhos de Júpiter usando o Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha da NASA, SOFIA. Esses mapas foram criados a partir dos estudos dos pesquisadores sobre a circulação de gases na atmosfera do planeta gigante gasoso.
As observações infravermelhas fornecem detalhes impossíveis em outros comprimentos de onda. Quando planetas gasosos como Júpiter são estudados com luz visível, eles só podem ver a luz refletida do topo das nuvens de gás que constituem a atmosfera. O uso de luz infravermelha permite que os cientistas vejam além das nuvens e nas camadas profundas da atmosfera, fornecendo uma visão tridimensional do planeta e a capacidade de estudar como os gases circulam na atmosfera.
Leigh N. Fletcher, da Universidade de Leicester, Inglaterra, liderou uma equipe de pesquisadores que utilizou o telescópio SOFIA e dados da Faint Object infraRed Camera para o telescópio SOFIA, conhecido como FORCAST, para fazer essas observações. A equipe de Fletcher estava procurando os dois tipos de hidrogênio molecular, chamados de "para" e "orto" - diferenciados pelo fato de seus prótons terem spins alinhados ou opostos. A fração de hidrogênio no sabor "para" é um bom indicador de gases emergindo das profundezas da atmosfera do planeta. Esta interação de moléculas de gás foi observada em comprimentos de onda infravermelhos entre 17 e 37 mícrons, uma faixa de espectro que é amplamente inacessível para telescópios terrestres.
Muito da compreensão atual dos padrões de circulação de Júpiter são baseados em resultados de missões espaciais do passado, incluindo a missão Voyager, Missão Galileo (1989-2003), e a espaçonave Cassini, que passou por Júpiter em 2000. Localização aerotransportada de SOFIA, acima de mais de 99 por cento do vapor de água que bloqueia o infravermelho da Terra, combinado com o poderoso instrumento FORCAST, fornece uma das únicas instalações atuais capazes de estudar a circulação atmosférica geral de Júpiter. Essas novas observações SOFIA permitem comparações de como a circulação atmosférica de Júpiter mudou ao longo do tempo.
As imagens do SOFIA revelam várias características interessantes. O frio, uma mancha vermelha no hemisfério sul indica uma ressurgência de gás que está resfriando a atmosfera. A estrutura da zona do cinturão perto do equador mostra que o equador é frio e rodeado por cinturões quentes de gás que afunda. O aquecimento atmosférico da aurora jupiteriana no norte do planeta indica a presença de metano e etano na estratosfera. As observações únicas de SOFIA da comparação entre hidrogênio orto e para revelam uma tendência gradual das regiões equatorial às polares.
Com base em observações anteriores, A equipe de pesquisa de Fletcher presumiu que Júpiter deveria ter equilíbrio em toda a sua atmosfera, mas eles descobriram que em baixas latitudes nos trópicos há uma mistura significativa. As auréolas podem estar afetando essa mistura, mas mais observações são necessárias para entender melhor os processos ao longo do tempo. Os resultados das observações da equipe de Fletcher foram publicados recentemente no jornal Icaro .
"Esses resultados demonstram que da Terra podemos agora capturar uma qualidade semelhante de observações espacialmente resolvidas, como podemos obter de missões espaciais como a Voyager, "disse Fletcher." Estas observações SOFIA preencherão a lacuna na cobertura do comprimento de onda dos observatórios baseados no espaço atuais e futuros e fornecerão contexto espacial e temporal para eles. "
