James Webb Space Telescope da NASA, o mais ambicioso e complexo observatório espacial já construído, usará seus recursos de infravermelho incomparáveis ​​para estudar a Grande Mancha Vermelha de Júpiter, lançando uma nova luz sobre a tempestade enigmática e aproveitando os dados retornados do telescópio espacial Hubble da NASA e outros observatórios.

A icônica tempestade de Júpiter está na lista de alvos do telescópio Webb escolhidos por observadores de tempo garantido, cientistas que ajudaram a desenvolver o telescópio incrivelmente complexo e foram os primeiros a usá-lo para observar o universo. Um dos objetivos científicos do telescópio é estudar planetas, incluindo os mistérios ainda mantidos pelos planetas em nosso próprio sistema solar de Marte e além.

Leigh Fletcher, pesquisador sênior em ciências planetárias na Universidade de Leicester, no Reino Unido, é o principal cientista nas observações do telescópio Webb sobre a tempestade de Júpiter. Sua equipe faz parte de um esforço maior para estudar vários alvos em nosso sistema solar com Webb, liderado pela astrônoma Heidi Hammel, o vice-presidente executivo da Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia (AURA). A NASA selecionou Hammel como cientista interdisciplinar para Webb em 2002.

"A sensibilidade infravermelha de Webb fornece um complemento maravilhoso para os estudos de comprimento de onda visível do Hubble da Grande Mancha Vermelha, "explicou Hammel." As imagens do Hubble revelaram mudanças marcantes no tamanho da Grande Mancha Vermelha ao longo da vida de várias décadas da missão. "

Fletcher e sua equipe planejam usar o instrumento infravermelho médio de Webb (MIRI) para criar mapas multiespectrais da Grande Mancha Vermelha e analisar sua térmica, estruturas químicas e de nuvem. Os cientistas serão capazes de observar comprimentos de onda infravermelhos que podem lançar luz sobre o que causa a cor icônica do ponto, que é frequentemente atribuído à radiação ultravioleta do sol interagindo com o nitrogênio, produtos químicos contendo enxofre e fósforo que são levantados das profundezas da atmosfera de Júpiter por poderosas correntes atmosféricas dentro da tempestade.

Fletcher explicou que usar MIRI para observar na faixa de 5 a 7 micrômetros pode ser particularmente revelador para a Grande Mancha Vermelha, como nenhuma outra missão foi capaz de observar Júpiter naquela parte do espectro eletromagnético, e observações em tais comprimentos de onda não são possíveis da Terra. Esses comprimentos de onda de luz podem permitir que os cientistas vejam os subprodutos químicos únicos da tempestade, o que daria uma visão sobre sua composição.

"Estaremos procurando assinaturas de quaisquer compostos químicos exclusivos da [Grande Mancha Vermelha] ... que poderiam ser responsáveis ​​pelos cromóforos vermelhos, "disse Fletcher. Os cromóforos são as partes das moléculas responsáveis ​​por sua cor. Fletcher acrescentou, "Se não virmos nenhuma assinatura química ou aerossol inesperada ... então o mistério dessa cor vermelha pode permanecer sem solução."

As observações de Webb também podem ajudar a determinar se a Grande Mancha Vermelha está gerando calor e liberando-o na atmosfera superior de Júpiter, um fenômeno que poderia explicar as altas temperaturas naquela região. Uma pesquisa recente financiada pela NASA mostrou que a colisão de ondas gravitacionais e ondas sonoras, produzido pela tempestade, poderia gerar o calor observado, e Fletcher disse que Webb pode ser capaz de reunir dados para apoiar isso.

"Quaisquer ondas produzidas pela vigorosa atividade convectiva dentro da tempestade devem passar pela estratosfera antes de atingir a ionosfera e termosfera, "ele explicou." Então, se eles realmente existem e são responsáveis ​​pelo aquecimento das camadas superiores de Júpiter, esperançosamente veremos evidências de sua passagem em nossos dados. "

Gerações de astrônomos estudaram a Grande Mancha Vermelha; a tempestade é monitorada desde 1830, mas possivelmente existe há mais de 350 anos. O motivo da longevidade da tempestade permanece um mistério, e Fletcher explicou que a chave para compreender a formação de tempestades em Júpiter é testemunhar seu ciclo de vida completo - crescendo, encolhendo, e, eventualmente, morrendo. Não vimos a forma da Grande Mancha Vermelha, e pode não morrer tão cedo (embora esteja encolhendo, conforme documentado por imagens do telescópio espacial Hubble da NASA e outros observatórios), então os cientistas devem confiar na observação de tempestades "menores e mais frescas" no planeta para ver como elas começam e evoluem, algo que Webb pode fazer no futuro, disse Fletcher.

"Essas observações particulares revelarão a estrutura vertical da tempestade, que será uma restrição importante para simulações numéricas da meteorologia de Júpiter [Júpiter], "ele explicou." Se essas simulações podem ajudar a explicar o que Webb observa no infravermelho, então estaremos um passo mais perto de entender como esses redemoinhos gigantescos vivem por tanto tempo. "