Desde que a espaçonave Voyager 1 da NASA passou por Júpiter em março, 1979, os cientistas se perguntam sobre a origem do raio de Júpiter. Esse encontro confirmou a existência de um raio de Júpiter, que foi teorizado por séculos. Mas quando o venerável explorador passou por ele, os dados mostraram que os sinais de rádio associados a raios não correspondiam aos detalhes dos sinais de rádio produzidos por raios aqui na Terra.

Em um novo artigo publicado em Natureza hoje, os cientistas da missão Juno da NASA descrevem as maneiras pelas quais os relâmpagos em Júpiter são realmente análogos aos relâmpagos da Terra. Embora, em algumas formas, os dois tipos de relâmpagos são pólos opostos.

"Não importa em que planeta você esteja, os relâmpagos agem como transmissores de rádio, enviando ondas de rádio quando elas piscam no céu, "disse Shannon Brown do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, um cientista Juno e autor principal do artigo. "Mas até Juno, todos os sinais de relâmpagos registrados pela espaçonave [Voyagers 1 e 2, Galileo, Cassini] foram limitados a detecções visuais ou da faixa de kilohertz do espectro de rádio, apesar de uma busca por sinais na faixa de megahertz. Muitas teorias foram apresentadas para explicá-lo, mas nenhuma teoria poderia obter tração como resposta. "

Entra Juno, que está orbitando Júpiter desde 4 de julho, 2016. Entre seu conjunto de instrumentos altamente sensíveis está o Microwave Radiometer Instrument (MWR), que registra as emissões do gigante gasoso em um amplo espectro de frequências.

"Nos dados de nossos primeiros oito sobrevôos, MWR de Juno detectou 377 descargas elétricas, "disse Brown." Eles foram gravados na faixa de megahertz, bem como gigahertz, que é o que você pode encontrar com as emissões de raios terrestres. Achamos que a razão de sermos os únicos que podem ver isso é porque Juno está voando mais perto da luz do que nunca, e estamos pesquisando em uma frequência de rádio que passa facilmente pela ionosfera de Júpiter. "

Embora a revelação tenha mostrado como o raio de Júpiter é semelhante ao da Terra, o novo artigo também observa que o local onde esses relâmpagos cintilam em cada planeta é, na verdade, bem diferente.

"A distribuição do raio de Júpiter está de dentro para fora em relação à Terra, "disse Brown." Há muita atividade perto dos pólos de Júpiter, mas nenhuma perto do equador. Você pode perguntar a qualquer pessoa que more nos trópicos - isso não se aplica ao nosso planeta. "

Por que os relâmpagos se congregam perto do equador na Terra e perto dos pólos de Júpiter? Siga o calor.

A grande maioria do calor da Terra deriva externamente da radiação solar, cortesia do nosso sol. Porque nosso equador carrega o peso deste sol, o ar quente e úmido sobe (por convecção) mais livremente lá, que alimenta tempestades gigantescas que produzem raios.

A órbita de Júpiter é cinco vezes mais distante do Sol do que a órbita da Terra, o que significa que o planeta gigante recebe 25 vezes menos luz solar do que a Terra. Mas, embora a atmosfera de Júpiter extraia a maior parte de seu calor de dentro do próprio planeta, isso não torna os raios do Sol irrelevantes. Eles fornecem algum calor, aquecendo o equador de Júpiter mais do que os pólos - assim como aquecem a Terra. Os cientistas acreditam que este aquecimento no equador de Júpiter é apenas o suficiente para criar estabilidade na alta atmosfera, inibindo o aumento do ar quente de dentro. Os polos, que não têm esse calor de nível superior e, portanto, nenhuma estabilidade atmosférica, permitir que gases quentes do interior de Júpiter subam, conduzindo a convecção e, portanto, criando os ingredientes para o relâmpago.

"Essas descobertas podem ajudar a melhorar nossa compreensão da composição, circulação e fluxos de energia em Júpiter, "disse Brown. Mas surge outra questão, ela disse. "Mesmo que vejamos relâmpagos perto de ambos os pólos, por que é principalmente registrado no pólo norte de Júpiter? "

Em um segundo artigo relâmpago da Juno publicado hoje na Nature Astronomy, Ivana Kolmašová, da Academia Tcheca de Ciências, Praga, e colegas, apresentam o maior banco de dados de emissões de rádio de baixa frequência geradas por raios em torno de Júpiter (assobiadores) até hoje. O conjunto de dados de mais de 1, 600 sinais, coletados pelo instrumento Waves de Juno, é quase 10 vezes o número registrado pela Voyager 1. Juno detectou taxas de pico de quatro relâmpagos por segundo (semelhantes às taxas observadas em tempestades na Terra) que são seis vezes maiores do que os valores de pico detectados pela Voyager 1.

"Essas descobertas só poderiam acontecer com Juno, "disse Scott Bolton, investigador principal de Juno do Southwest Research Institute, Santo António. "Nossa órbita única permite que nossa espaçonave voe mais perto de Júpiter do que qualquer outra espaçonave da história, então a intensidade do sinal do que o planeta está irradiando é mil vezes maior. Também, nossos instrumentos de ondas de plasma e microondas são de última geração, permitindo-nos captar até mesmo sinais fracos de relâmpago da cacofonia de emissões de rádio de Júpiter. "

A espaçonave Juno da NASA fará seu 13º sobrevôo científico sobre as misteriosas nuvens de Júpiter em 16 de julho.