p As camadas superiores da atmosfera de gigantes gasosos - Saturno, Júpiter, Urano e Netuno - são quentes, assim como o da Terra. Mas ao contrário da Terra, o Sol está muito longe desses planetas externos para explicar as altas temperaturas. Sua fonte de calor é um dos grandes mistérios da ciência planetária. p Uma nova análise de dados da espaçonave Cassini da NASA encontra uma explicação viável para o que está mantendo as camadas superiores de Saturno, e possivelmente os outros gigantes gasosos, tão quente:auroras nos pólos norte e sul do planeta. Correntes elétricas, desencadeada por interações entre ventos solares e partículas carregadas das luas de Saturno, acendem as auroras e aquecem a atmosfera superior. (Tal como acontece com as luzes do norte da Terra, estudar auroras informa aos cientistas o que está acontecendo na atmosfera do planeta.)

p O trabalho, publicado hoje em Astronomia da Natureza , é o mapeamento mais completo da temperatura e da densidade da alta atmosfera de um gigante gasoso - uma região que tem sido mal compreendida.

p "Compreender a dinâmica realmente requer uma visão global. Este conjunto de dados é a primeira vez que conseguimos olhar para a atmosfera superior de pólo a pólo enquanto observamos como a temperatura muda com a profundidade, "disse Zarah Brown, autor principal do estudo e estudante de graduação no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona.

p Ao construir uma imagem completa de como o calor circula na atmosfera, os cientistas são mais capazes de compreender como as correntes elétricas aurorais aquecem as camadas superiores da atmosfera de Saturno e conduzem os ventos. O sistema eólico global pode distribuir essa energia, que é inicialmente depositado perto dos pólos em direção às regiões equatoriais, aquecendo-os a duas vezes a temperatura esperada apenas com o aquecimento do sol.

p "Os resultados são vitais para o nosso entendimento geral das atmosferas planetárias superiores e são uma parte importante do legado da Cassini, "disse o co-autor do estudo, Tommi Koskinen, membro da equipe Ultraviolet Imaging Spectograph da Cassini. "Eles ajudam a resolver a questão de por que a parte superior da atmosfera é tão quente, enquanto o resto da atmosfera - devido à grande distância do Sol - é frio. "

p Gerenciado pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, Cassini foi um orbitador que observou Saturno por mais de 13 anos antes de esgotar seu suprimento de combustível. A missão mergulhou na atmosfera do planeta em setembro de 2017, em parte para proteger sua lua Enceladus, que a Cassini descobriu que pode ter condições adequadas para a vida. Mas antes de seu mergulho, A Cassini realizou 22 órbitas ultra-próximas de Saturno, uma turnê final chamada Grand Finale.

p Foi durante o Grand Finale que os principais dados foram coletados para o novo mapa de temperatura da atmosfera de Saturno. Por seis semanas, A Cassini mirou em várias estrelas brilhantes nas constelações de Orion e Canis Major quando elas passaram por trás de Saturno. Enquanto a espaçonave observava as estrelas surgindo e se pondo atrás do planeta gigante, os cientistas analisaram como a luz das estrelas mudou ao passar pela atmosfera.

p Medir a densidade da atmosfera deu aos cientistas as informações de que precisavam para encontrar as temperaturas. A densidade diminui com a altitude, e a taxa de diminuição depende da temperatura. Eles descobriram que as temperaturas atingem o pico perto das auroras, indicando que as correntes elétricas aurorais aquecem a atmosfera superior.

p Medições de densidade e temperatura juntas ajudaram os cientistas a descobrir a velocidade do vento. Compreendendo a atmosfera superior de Saturno, onde o planeta encontra o espaço, é a chave para entender o clima espacial e seu impacto em outros planetas do nosso sistema solar e exoplanetas ao redor de outras estrelas.

p "Mesmo que milhares de exoplanetas tenham sido encontrados, apenas os planetas em nosso sistema solar podem ser estudados com esse tipo de detalhe. Graças a Cassini, temos uma imagem mais detalhada da atmosfera superior de Saturno agora do que qualquer outro planeta gigante no universo, "Brown disse.

p A missão Cassini-Huygens é um projeto cooperativo da NASA, a Agência Espacial Europeia e a Agência Espacial Italiana. Laboratório de propulsão a jato da NASA, ou JPL, uma divisão da Caltech em Pasadena, gerencia a missão do Diretório de Missões Científicas da NASA em Washington. JPL projetado, desenvolveu e montou o orbitador Cassini.