p Durante séculos, cientistas trabalharam para entender a composição de Júpiter. Não é à toa:este planeta misterioso é de longe o maior do nosso sistema solar, e quimicamente, o parente mais próximo do sol. Compreender Júpiter é a chave para aprender mais sobre como nosso sistema solar se formou, e até mesmo sobre como outros sistemas solares se desenvolvem. p Mas uma questão crítica tem atormentado os astrônomos por gerações:há água nas profundezas da atmosfera de Júpiter, e se, quantos?

p Gordon L. Bjoraker, um astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, relatado em um artigo recente no Astronomical Journal que ele e sua equipe trouxeram a comunidade de pesquisadores de Júpiter para mais perto da resposta.

p Observando a partir de telescópios terrestres em comprimentos de onda sensíveis à radiação térmica que vaza das profundezas da tempestade persistente de Júpiter, a Grande Mancha Vermelha, eles detectaram as assinaturas químicas da água acima das nuvens mais profundas do planeta. A pressão da água, os pesquisadores concluíram, combinado com suas medições de outro gás portador de oxigênio, monóxido de carbono, implica que Júpiter tem 2 a 9 vezes mais oxigênio que o sol. Esta descoberta suporta modelos teóricos e de simulação de computador que previram água abundante (H ₂ O) em Júpiter feito de oxigênio (O) ligado com hidrogênio molecular (H ₂ )

p A revelação foi emocionante, visto que o experimento da equipe poderia ter falhado facilmente. A Grande Mancha Vermelha está cheia de nuvens densas, o que torna difícil para a energia eletromagnética escapar e ensinar aos astrônomos qualquer coisa sobre a química interna.

p "Acontece que eles não são tão grossos a ponto de bloquear nossa capacidade de ver profundamente, "disse Bjoraker." Que surpresa agradável.

p A nova tecnologia espectroscópica e a pura curiosidade deram à equipe um impulso para perscrutar as profundezas de Júpiter, que tem uma atmosfera com milhares de quilômetros de profundidade, Bjoraker disse:"Nós pensamos, Nós vamos, vamos ver o que está lá fora. "

p Os dados que Bjoraker e sua equipe coletaram irão complementar as informações que a espaçonave Juno da NASA está coletando enquanto circula o planeta de norte a sul uma vez a cada 53 dias.

p Entre outras coisas, Juno está procurando por água com seu próprio espectrômetro infravermelho e com um radiômetro de micro-ondas que pode sondar mais profundamente do que qualquer um já viu - até 100 bares, ou 100 vezes a pressão atmosférica na superfície da Terra. (Altitude em Júpiter é medida em barras, que representam a pressão atmosférica, já que o planeta não tem superfície, como a Terra, a partir do qual medir a elevação.)

p Se Juno retornar descobertas de água semelhantes, apoiando assim a técnica de base terrestre de Bjoraker, pode abrir uma nova janela para resolver o problema da água, disse Amy Simon de Goddard, um especialista em atmosferas planetárias.

p "Se isso funcionar, então talvez possamos aplicá-lo em outro lugar, como Saturno, Urano ou Netuno, onde não temos um Juno, " ela disse.

p Juno é a mais recente espaçonave encarregada de encontrar água, provavelmente na forma de gás, neste planeta gasoso gigante.

p A água é uma molécula significativa e abundante em nosso sistema solar. Ele gerou vida na Terra e agora lubrifica muitos de seus processos mais essenciais, incluindo o clima. É um fator crítico no clima turbulento de Júpiter, também, e para determinar se o planeta tem um núcleo feito de rocha e gelo.

p Acredita-se que Júpiter seja o primeiro planeta a se formar ao desviar os elementos que sobraram da formação do Sol quando nossa estrela se fundiu de uma nebulosa amorfa na bola de gases que vemos hoje. Uma teoria amplamente aceita até várias décadas atrás era que Júpiter tinha uma composição idêntica ao Sol; uma bola de hidrogênio com um toque de hélio - todo gás, sem núcleo.

p Mas há evidências de que Júpiter tem um núcleo, possivelmente 10 vezes a massa da Terra. A nave espacial que já visitou o planeta encontrou evidências químicas de que formou um núcleo de rocha e gelo de água antes de se misturar com os gases da nebulosa solar para formar sua atmosfera. A maneira como a gravidade de Júpiter puxa Juno também apóia essa teoria. Há até relâmpagos e trovões no planeta, fenômenos alimentados pela umidade.

p "As luas que orbitam Júpiter são principalmente água gelada, então toda a vizinhança tem bastante água, "disse Bjoraker." Por que não o planeta - que é bem esta enorme gravidade, onde tudo cai - seja rico em água, também?"

p A questão da água confundiu os cientistas planetários; praticamente toda vez que a evidência de H2O se materializa, algo acontece para tirá-los do cheiro. Um exemplo favorito entre os especialistas em Júpiter é a espaçonave Galileo da NASA, que lançou uma sonda na atmosfera em 1995 que acabou em uma região estranhamente seca. "É como enviar uma sonda para a Terra, pousando no deserto de Mojave, e concluindo que a Terra está seca, "apontou Bjoraker.

p Em sua busca por água, Bjoraker e sua equipe usaram dados de radiação coletados no cume de Maunakea, no Havaí, em 2017. Eles contaram com o telescópio infravermelho mais sensível da Terra no W.M. Observatório Keck, e também em um novo instrumento que pode detectar uma gama mais ampla de gases no Infrared Telescope Facility da NASA.

p A ideia era analisar a energia luminosa emitida pelas nuvens de Júpiter para identificar as altitudes de suas camadas de nuvens. Isso ajudaria os cientistas a determinar a temperatura e outras condições que influenciam os tipos de gases que podem sobreviver nessas regiões.

p Especialistas em atmosfera planetária esperam que existam três camadas de nuvens em Júpiter:uma camada inferior feita de gelo de água e água líquida, um do meio feito de amônia e enxofre, e uma camada superior feita de amônia.

p Para confirmar isso por meio de observações baseadas no solo, A equipe de Bjoraker observou comprimentos de onda na faixa infravermelha de luz, onde a maioria dos gases não absorvem calor, permitindo que assinaturas químicas vazem. Especificamente, eles analisaram os padrões de absorção de uma forma de gás metano. Porque Júpiter é muito quente para o metano congelar, sua abundância não deve mudar de um lugar para outro no planeta.

p "Se você vir que a força das linhas de metano variam de dentro para fora da Grande Mancha Vermelha, não é porque há mais metano aqui do que ali, "disse Bjoraker, "é porque há mais grossos, nuvens profundas que estão bloqueando a radiação na Grande Mancha Vermelha. "

p A equipe de Bjoraker encontrou evidências das três camadas de nuvens na Grande Mancha Vermelha, suportando modelos anteriores. A camada de nuvem mais profunda está em 5 bares, a equipe concluiu, exatamente onde a temperatura atinge o ponto de congelamento da água, disse Bjoraker, "então eu digo que muito provavelmente encontramos uma nuvem de água." A localização da nuvem de água, mais a quantidade de monóxido de carbono que os pesquisadores identificaram em Júpiter, confirma que Júpiter é rico em oxigênio e, portanto, agua.

p A técnica de Bjoraker agora precisa ser testada em outras partes de Júpiter para obter uma imagem completa da abundância global de água, e seus dados coincidem com as descobertas de Juno.

p "A abundância de água de Júpiter nos dirá muito sobre como o planeta gigante se formou, mas apenas se pudermos descobrir quanta água existe em todo o planeta, "disse Steven M. Levin, um cientista do projeto Juno no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Na Califórnia