Raio de Júpiter é 100 vezes mais potente que na Terra, revela sonda Juno da NASA

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Quando a sonda Juno da NASA começou a orbitar Júpiter em 2016, os cientistas já sabiam que o planeta gigante abrigava tempestades colossais. O que não imaginavam é que os raios gerados por elas também fossem extraordinários — e não apenas pelo tamanho. Um estudo liderado por Michael Wong, da Universidade da Califórnia, Berkeley, acaba de revelar que algumas descargas elétricas em Júpiter podem ser de 100 a 10 mil vezes mais potentes do que os raios mais intensos já registrados na Terra.

A pesquisa, publicada na revista AGU Advances, utilizou o radiômetro de micro-ondas a bordo da Juno para medir diretamente a energia liberada pelos raios, contornando um problema antigo. Missões anteriores só conseguiam detectar os clarões ópticos mais fortes no lado noturno do planeta, o que levou à impressão de que todos os raios em Júpiter eram superpotentes. Uma câmera de alta sensibilidade a bordo da Juno, no entanto, encontrou também raios mais fracos, semelhantes aos terrestres, deixando a questão em aberto.

O radiômetro de micro-ondas ofereceu uma solução: as micro-ondas atravessam as nuvens sem serem bloqueadas, permitindo medições precisas da potência dos raios independentemente da cobertura de nuvens. Mas havia um problema técnico: as tempestades em Júpiter costumam ocorrer em faixas inteiras ao redor do planeta, tornando impossível saber qual tempestade específica estava gerando os pulsos de micro-ondas detectados.

A sorte bateu à porta em 2021 e 2022, quando uma calmaria inédita ocorreu na Faixa Equatorial Norte do planeta. Durante esse período, apenas uma grande tempestade por vez se formava, permitindo que Wong e sua equipe localizassem cada uma com precisão usando imagens do Telescópio Espacial Hubble, da câmera da Juno e de astrônomos amadores.

Eles as batizaram de “supertempestades furtivas”. Embora persistissem por meses e transformassem a estrutura de nuvens ao redor — como uma verdadeira supertempestade — suas torres de nuvens atingiam apenas alturas modestas, semelhantes às de tempestades pequenas.

“Como tínhamos a localização precisa, pudemos simplesmente dizer: ‘OK, sabemos onde está. Estamos medindo a potência diretamente’”, contou Wong em comunicado.

A potência dos raios

Durante os sobrevoos, a Juno detectou relâmpagos a uma taxa média de três por segundo. Em uma única passagem, foram registrados 206 pulsos distintos de radiação de micro-ondas. No total, 613 pulsos foram analisados.

Os cálculos mostraram uma variação impressionante. Alguns raios tinham potência comparável à de um raio terrestre. Outros eram 100 vezes mais potentes. Em casos extremos, a energia liberada pode ser até 10 mil vezes maior do que a de um raio na Terra.

Para dar uma ideia: um raio típico na Terra libera cerca de 1 gigajoule de energia — o suficiente para abastecer 200 residências médias por uma hora. Em Júpiter, a energia pode ser até 10 mil vezes maior, ou seja, equivalente ao consumo de milhões de residências em um único clarão.

Wong alerta, no entanto, que as comparações ainda envolvem incertezas. Como os raios terrestres foram medidos em comprimentos de onda de rádio diferentes, a diferença de potência poderia ser ainda maior. Um estudo sobre emissões de rádio na Terra sugeriu que os raios de Júpiter poderiam ser um milhão de vezes mais potentes.

Por que Júpiter é diferente?

A resposta está na composição atmosférica. Na Terra, o ar é composto principalmente de nitrogênio, que é mais pesado que a água. Quando o vapor d’água sobe, torna o ar úmido mais leve e flutuante, facilitando a formação de tempestades.

Em Júpiter, a atmosfera é dominada por hidrogênio, que é mais leve que a água. O vapor d’água torna o ar úmido mais pesado, dificultando a subida. Isso significa que é necessária muito mais energia para formar uma tempestade — mas, quando ela se forma, a quantidade de energia liberada ao atingir o topo da atmosfera é colossal, resultando em ventos mais fortes e raios muito mais intensos.

Há também a questão da altura. As tempestades de Júpiter se estendem por mais de 100 quilômetros de altitude, contra apenas 10 quilômetros na Terra. Distâncias maiores entre as nuvens podem gerar diferenças de voltagem muito mais elevadas.

Ainda há mistérios. Não se sabe ao certo se a diferença está na composição química (hidrogênio contra nitrogênio), na altura das tempestades ou na dinâmica da convecção úmida. “É uma área de pesquisa ativa”, disse Wong.

O que o estudo confirma é que os relâmpagos em Júpiter são gerados por um mecanismo semelhante ao da Terra: vapor de água ascendente se condensa em gotículas e cristais de gelo que ficam eletricamente carregados. A diferença é que, em Júpiter, os cristais de gelo são formados por uma mistura de água e amônia, criando as chamadas “bolas pastosas” que caem como granizo.

Para os cientistas, estudar tempestades em outros planetas não é apenas uma curiosidade. É uma forma de entender melhor as tempestades da Terra, que ainda guardam segredos. “Há tanta coisa que ainda não sabemos sobre os raios na Terra”, observou Wong. Em Júpiter, cada clarão pode ser uma lição sobre a física das atmosferas planetárias — e sobre o que acontece quando a natureza resolve brincar com números muito, muito maiores.