Esquerda:simulação de uma parcela cúbica localizada no núcleo líquido de um planeta perturbado pelos efeitos das marés. Ao concentrar sua análise eletrônica neste domínio reduzido, pesquisadores acessaram regimes semelhantes aos regimes planetários. O fluxo toma a forma de ondas sobrepostas que interagem de forma não linear até formar turbulência de inércia de onda tridimensional (ver campo de vorticidade vertical no centro), em contraste com os modelos onde o fluxo se torna estruturas de turbulência em grande escala alinhadas com o eixo de rotação (veja o campo de vorticidade vertical à direita). Crédito:Thomas Le Reun / Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors Equilibre (IRPHE, CNRS / Aix Marseille Université / Centrale Marseille)
Verdadeiros escudos contra partículas de alta energia, Os campos magnéticos dos planetas são produzidos pelo movimento do ferro em seu núcleo líquido. No entanto, o modelo dominante para explicar esse sistema não se ajusta aos menores corpos celestes. Pesquisadores do Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors Equilibre (IRPHE, CNRS / Aix Marseille Université / Centrale Marseille) e a University of Leeds propuseram um novo modelo sugerindo que a turbulência nos núcleos líquidos é devido a marés produzidas por interações gravitacionais entre corpos celestes. O modelo infere que, em vez de ser devido ao grande, turbulentos vórtices de ferro fundido longe da superfície, os movimentos no núcleo são devidos à superposição de muitos movimentos do tipo onda. Este trabalho foi publicado em Cartas de revisão física em 21 de julho, 2017
Os cientistas concordam que os campos magnéticos se formam e permanecem devido ao fluxo de ferro no núcleo líquido. As discussões tornam-se mais complicadas quando tentam determinar o que permite que essas massas colossais se movam. O modelo dominante é baseado no resfriamento lento dos corpos celestes, que causa convecção, que por sua vez cria grandes vórtices de ferro fundido paralelos ao eixo de rotação do corpo celeste. Mas pequenos planetas e luas esfriam rápido demais para que um campo magnético seja mantido ali por convecção vários bilhões de anos depois de se formarem. Pesquisadores do IRPHE (CNRS / Aix Marseille Université / Centrale Marseille) e da University of Leeds apresentaram agora um modelo alternativo onde são as interações gravitacionais entre corpos celestes que perturbam o núcleo.
Marés, produzidos por essas interações gravitacionais, realmente perturba o núcleo periodicamente e amplifica os movimentos das ondas naturalmente presentes no ferro líquido em rotação. Esse fenômeno acaba produzindo um fluxo completamente turbulento, cuja natureza ainda não é bem compreendida. Para estudar isso, pesquisadores usaram um modelo numérico de uma pequena parcela de um núcleo planetário, em vez de simular o núcleo como um todo, o que exigiria muito poder de cálculo. Esta abordagem permite a caracterização precisa dos movimentos criados em regimes geofísicos extremos, ao mesmo tempo em que mantém as características físicas essenciais. Os pesquisadores mostraram que a turbulência é o resultado da sobreposição de um número muito alto de movimentos de ondas que trocam energia permanentemente. Este estado específico, chamada turbulência de ondas, pode ser visto como análogo em três dimensões ao movimento da superfície do oceano, longe da costa.
Este trabalho abre caminho para novos modelos que permitem melhor compreensão e previsão das propriedades do campo magnético dos corpos celestes. Este modelo de maré se aplicaria a todos os corpos orbitais que são suficientemente perturbados por estrelas vizinhas, planetas ou luas.
