As Luas Galileanas

Até a invenção do telescópio, Júpiter era apenas uma luz brilhante no céu, cujas andanças faziam pouco sentido em relação aos movimentos mecânicos das estrelas. À medida que a invenção de Han Lippershey começou a proliferar por toda a Europa, vários astrônomos direcionaram estes novos auxílios ópticos para o céu. Tanto Galileo Galilei, na Itália, quanto o alemão Simon Marius usaram um telescópio em 1610 para observar Júpiter e, ao fazê-lo, descobriram quatro pequenos satélites movendo-se em torno do que era aparentemente um planeta gigante. Marius só publicou sua descoberta quatro anos depois, o que levou Galileu a acusações de plágio. No entanto, os nomes escolhidos por Marius para as quatro luas permaneceram: distantes de Júpiter, são Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Juntas, elas são conhecidas como luas da Galiléia, por isso a italiana recebe algum reconhecimento. Mais importante do que como são chamadas, porém, é o que representam: evidência de que nem tudo gira em torno da Terra, pois as luas galileanas estavam claramente orbitando Júpiter. Embora por si só não tenham provado o cosmos heliocêntrico de Copérnico, a sua existência e a nossa capacidade de observá-los foram um grande passo em frente na direção certa. As próprias luas não são meramente cifras cosmológicas. Através de estudos ao longo de quatrocentos anos, acelerados no último meio século graças a missões espaciais que visitaram o sistema jupiteriano, conhecemos-nos agora como mundos fascinantes por direito próprio: Io está devastada pelo vulcanismo, Europa esconde um oceano global sob o seu gelo, assim como faz Ganimedes ao mesmo tempo que é a maior lua do Sistema Solar, e Calisto é uma bola de gelo antiga com marcas de marcas.

Cassini Mede o Dia de Júpiter

Cerca de 150 anos depois de Galileu e Marius terem avistado Júpiter com um telescópio, o próximo grande marco observacional surgiu através do trabalho de outro astrônomo italiano, Giovanni Domenico Cassini. Como qualquer astrônomo amador moderno irá atestar, observar trânsitos e trânsitos de sombras das luas galileanas na face de Júpiter é uma parte fascinante de seguir as revoluções mecânicas dos satélites, e em cada edição dedicamos um gráfico inteiro aos trânsitos lunares. Cassini foi a primeira a observar trânsitos de sombras (as sombras negras das luas no topo das nuvens de Júpiter são mais fáceis de ver do que as próprias luas em trânsito) e ao mesmo tempo notou que Júpiter não era inexpressivo. Está envolto em cinturões avermelhados, e nesses cinturões há manchas, que hoje sabemos serem tempestades anticiclônicas do tamanho de um planeta. A maior delas é a Grande Mancha Vermelha, que discutiremos em outro lugar. Aqui, precisamos apenas nos preocupar com o fato de que em 1665 Cassini usou as manchas para cronometrar a rotação de Júpiter enquanto esperava que elas desaparecessem em um membro e reaparecessem mais tarde no outro. Em 1690 ele descobriu como esta rotação era mais complexa do que parecia inicialmente, com diferentes latitudes no planeta gigante girando a um ritmo ligeiramente diferente. Os observadores devem levar isso em consideração ao cronometrar quanto tempo leva para que características como a Grande Mancha Vermelha apareçam. O Sistema I cobre latitudes entre 10 graus norte e sul do equador e tem um período de rotação de 9 horas e 50 minutos, enquanto o Sistema II, que se aplica a todas as outras partes do planeta, tem um período de 9 horas e 55 minutos. Este último valor é a duração declarada do dia em Júpiter; quando Cassini mediu isso pela primeira vez em 1665, ele chegou ao valor notavelmente preciso de 9 horas e 56 minutos.

Amalteia e as Outras Luas

Durante 282 anos, Júpiter era conhecido por ter um total geral de apenas quatro luas. Então, em 9 de setembro de 1892, o famoso astrônomo Edward Emerson (EE) Barnard virou o refrator de 36 polegadas (910 mm) do Observatório Lick em direção ao gigante gasoso e através da ocular avistou uma quinta lua, que ficou conhecida como Amalthea, em homenagem a uma ninfa em Mitologia grega que basicamente cuidou do bebê Zeus (o nome grego para o deus que os romanos chamavam de Júpiter). Amalteia é uma protuberância de formato irregular que tem 250 quilômetros de largura em sua maior extensão e brilha com uma magnitude não tão deslumbrante +14. Isso significa que está ao alcance apenas dos observadores com os maiores telescópios, com abertura de 600 mm ou mais, e dos imageadores. Mal sabia Barnard, mas Amalthea era apenas o começo. O advento da astrofotografia revelou mais oito pequenas luas em placas fotográficas entre 1904 e 1974. As sondas Voyager avistaram mais três em 1979. Uma pequena lua, Thermisto, foi avistada pela primeira vez em 1975, mas depois perdida até ser recuperada em 2000. Depois as coisas realmente começaram a acelerar à medida que os CCDs levaram a enormes avanços na sensibilidade da imagem. Scott Sheppard e David Jewitt, da Universidade do Havaí, usaram um telescópio de 2,2 metros em Mauna Kea para encontrar mais 11 luas, incluindo Thermisto. Eles então se uniram a mais astrônomos no Telescópio Canadá-França-Havaí de 3,6 metros para encontrar mais 31 entre 2001 e 2003. Outros astrônomos entraram em ação e, no final de 2004, sessenta e três luas de Júpiter foram descobertas. conhecido. Elas continuaram a ser descobertas ao longo dos anos e hoje são conhecidas 95 luas.

Oval BA – A Mancha Vermelha Junior

As tempestades que assolam a atmosfera de Júpiter vêm e vão, mas três tempestades específicas que surgiram em 1938-39 tiveram um destino muito especial. Durante os meses anteriores ao início da Segunda Guerra Mundial, a Zona de Temperatura Sul de Júpiter – uma das faixas esbranquiçadas que envolvem o planeta entre os cinturões avermelhados vistos pela primeira vez por Giovanni Cassini – foi interrompida, dividindo-se em três seções que encolheram e se fundiram em formas ovais. tempestades moldadas, cada uma com cerca de 9.000 quilômetros ao longo de seu eixo mais largo. Este trio de ovais brancos explodiu durante décadas, até que dois dos ovais se fundiram em 1998, e o terceiro e último oval se fundiu com eles dois anos depois para formar o Oval BA. Esta enorme mancha não estava exatamente na mesma escala que a Grande Mancha Vermelha, mas no final de 2005 a Oval BA começou a adquirir uma tonalidade avermelhada, completando a transformação carmesim no início da primavera de 2006 e sendo facilmente visível para astrônomos amadores que imaginavam Júpiter com webcams. e CCDs. A mudança de cor fez com que Oval BA fosse apelidado de ‘Red Spot Junior’. A razão pela qual mudou de cor permanece um mistério: o melhor palpite dos cientistas é que a tempestade se tornou suficientemente poderosa para desenterrar algum material avermelhado muito mais profundo na atmosfera de Júpiter. Oval BA ainda está presente em Júpiter hoje e tem aproximadamente o mesmo tamanho da Terra.

Explosões Magnéticas de Rádio em Júpiter

Na década de 1950, a radioastronomia ainda era uma ciência nascente e tudo o que descobria era fresco, novo e uma surpresa – sobretudo as ondas de rádio de Júpiter! Os radioastrônomos americanos Bernard Burke e Kenneth Franklin captaram rajadas de emissão com um comprimento de onda de 13,6 metros (uma frequência de 22,2 MHz) que correspondiam ao esquema rotacional A da magnetosfera gigante de Júpiter. Esta radiação “decamétrica” (ou seja, ondas de rádio com comprimentos de onda superiores a um metro) provém da interação de partículas carregadas expelidas pelos vulcões de Io com o campo magnético de Júpiter, formando o Toro de Plasma de Io. A emissão “decimétrica” de comprimento de onda mais curto (ondas de rádio com comprimentos de onda inferiores a um metro) foi descoberta quatro anos depois pelos radioastrônomos do Observatório Green Bank, Frank Drake (o falecido radioastrônomo famoso pelo SETI) e Hein Hvatum. Esta emissão de comprimento de onda mais curto está relacionada com um espesso cinturão de radiação que circunda o equador de Júpiter. As observações foram evidências de que Júpiter tem um campo magnético, o que foi confirmado quando a sonda Pioneer 10 passou por Júpiter em 1973 e mediu a extensão da magnetosfera do planeta – a bolha magnética em torno de Júpiter – que se estende por enormes sete milhões de quilómetros.

Visitantes de Júpiter

A fascinante atmosfera de Júpiter, o tamanho gigantesco e a relativa proximidade tornam-no um alvo popular para as sondas espaciais visitarem. Embora algumas missões sejam projetadas para entrar em órbita ao redor de Júpiter, outras usaram a grande massa de Júpiter para obter assistência gravitacional para impulsioná-los para aventuras mais distantes. Embora a observação baseada na Terra tenha revelado muito sobre Júpiter ao longo dos anos, as missões espaciais avançaram dramaticamente o nosso conhecimento do sistema jupiteriano. Os primeiros a chegar a Júpiter foram o Pioneer 10 (em 1973) e o Pioneer 11 (em 1974). O primeiro enviou mais de 500 imagens, proporcionando as primeiras boas imagens das luas da Galiléia, enquanto o último conseguiu obter vistas deslumbrantes (para a época) da Grande Mancha Vermelha. Eles foram seguidos pela Voyager 1 e pela Voyager 2 em 1979, que descobriram os vulcões em Io, bem como um anel escuro ao redor de Júpiter como uma sombra anêmica dos anéis de Saturno, descobriram três novas luas e observaram pela primeira vez a superfície rachada, porém lisa. superfície de Europa, o que fez os cientistas planetários pensarem em um oceano abaixo do gelo de Europa. A primeira missão a orbitar Júpiter foi a espaçonave Galileo da NASA, que operou no sistema jupiteriano entre 1995 e 2003. Embora um problema com sua antena de alto ganho tenha dificultado a transmissão de Galileu de dados de volta à Terra, ainda foi capaz de fazer observações vitais e descobertas intrigantes, como evidências de oceanos não apenas em Europa, mas também nas luas Ganimedes e Calisto, a detecção do campo magnético intrínseco de Ganimedes e como os tênues anéis de Júpiter se formam a partir de poeira expelida das luas por impactos de micrometeoroides. A missão Ulysses da NASA realizou dois sobrevôos do pólo norte de Júpiter em 1992 e 2004, enquanto a missão Cassini a Saturno, em homenagem a Giovanni Cassini, passou por Júpiter para obter assistência gravitacional ao planeta anelado. A Cassini observou que as cinturas escuras de Júpiter estão repletas de pequenas tempestades convectivas de ar ascendente e que as zonas mais claras são as regiões de ar descendente – o oposto do que os cientistas pensavam na altura. A New Horizon também usou Júpiter para assistência gravitacional em 2007, a caminho de Plutão, e foi capaz de visualizar a pequena lua Amalteia e os vulcões de Io expelindo material para o espaço. Atualmente, a missão Juno da NASA está orbitando Júpiter desde 2016. Entre suas descobertas estão os cinturões e zonas de Júpiter se estendem por centenas de quilômetros de profundidade na atmosfera jupiteriana, e como seu núcleo não é uma rocha sólida gigante, mas um núcleo difuso e difuso de rocha e hidrogênio metálico. Mais duas missões estão indo para Júpiter: o Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) da Agência Espacial Europeia e o Europa Clipper da NASA. O que eles descobrirão?

A Grande Mancha Vermelha

Durante centenas de anos, a Grande Mancha Vermelha (GRS), que é uma tempestade anticiclónica gigante (ou seja, que sopra no sentido anti-horário a 400 quilómetros por hora) maior que a Terra, assolou a atmosfera de Júpiter. A primeira observação confirmada foi em 1665 por Giovanni Cassini. Há alguma especulação de que a mancha da Cassini, que foi observada até 1713, pode ser um local diferente daquele que foi visto em 1831 pelo astrônomo alemão Samuel Heinrich Schwabe, mas além da especulação de que a mancha da Cassini poderia ter se dissipado e uma nova tempestade formada em seu lugar, não há evidências de que eles sejam diferentes. Como tal, é a tempestade mais violenta conhecida no Sistema Solar. Nos séculos XVII e XVIII não era referida como a Grande Mancha Vermelha, porque uma tonalidade avermelhada não podia ser detectada através dos primeiros telescópios. Foram os astrônomos vitorianos os primeiros a fazer essa determinação. Embora o GRS seja duradouro, não é um redemoinho constante. Os observadores observaram como a sua cor empalidece e se fortalece novamente em intervalos regulares, por razões que ainda não são facilmente aparentes – ninguém sabe ao certo por que o GRS é vermelho, embora se pense que a irradiação de moléculas orgânicas pela luz ultravioleta solar possa pintar sua cor. Os astrônomos também notaram que o GRS tem vindo a diminuir desde o final do século XIX. Um dos primeiros astrônomos a estudar o GRS regularmente foi o americano Carr Walter Pritchett, que mediu que ele tinha cerca de 40 mil quilômetros de largura. No entanto, quando as Voyager 1 e 2 encontraram Júpiter em 1979, mediram a GRS em 23.000 quilómetros de diâmetro. Hoje, tem pouco mais de 15.000 quilômetros de largura. Ainda é enorme, mas deixou de ser grande o suficiente para espremer três Terras dentro dele, com espaço sobrando para a Lua, para ser grande o suficiente para acomodar apenas uma Terra. O GRS está lentamente perdendo força e se dissipando ou será capaz de encontrar um segundo fôlego? Teremos que continuar observando Júpiter para descobrir.

Amadores Descobrem Mini Impactos

Embora rajadas de impactos de metralhadoras em Júpiter provenientes de cometas grandes e fragmentados sejam provavelmente pouco frequentes (ver a próxima página), impactos menores acontecem constantemente e estão agora a ser capturados quase rotineiramente por astrônomos amadores que fotografam Júpiter regularmente. Em 2009, o imageador planetário australiano Anthony Wesley surpreendeu a comunidade astronômica ao detectar um novo hematoma de impacto em Júpiter, que lembra muito aqueles deixados pelos impactos de Shoemaker-Levy 9. A análise científica do hematoma, que tinha aproximadamente o mesmo tamanho da Terra nas nuvens de Júpiter, foi causada quando um asteroide entre 200 e 500 metros de tamanho, ou um cometa de até um quilômetro de largura, atingiu Júpiter. Wesley fez isso novamente em 2010. , desta vez capturando o momento do impacto na câmera. O impacto causou um flash de luz, mas não deixou hematomas, e calculou-se que o objeto impactado tinha entre oito e treze metros de diâmetro. Os menores impactadores foram vistos atingindo Júpiter em 2012, 2016, 2017, 2021 e, mais recentemente, em 28 de agosto de 2023. Para comparar, o asteroide que explodiu no céu em Chelyabinsk, na Rússia, em 2013, tinha apenas 18 metros de diâmetro. O espaço está cheio de pequenos asteroides, então é provável que muitos desses impactos aconteçam em Júpiter e estejamos apenas vendo a ponta do iceberg. O impacto do cometa Shoemaker – Levy 9 Em 1993, os prolíficos descobridores de cometas Eugene e Carolyn Shoemaker, e David Levy, descobriram o seu nono cometa juntos. É também a descoberta pela qual serão mais lembrados, porque a gravidade de Júpiter quebrou o cometa em 21 fragmentos e, no ano seguinte, cada um desses 21 fragmentos atingiu a atmosfera de Júpiter, gerando enormes explosões e enormes nuvens de fuligem. estávamos céticos de que poderíamos ver algo significativo acontecer com esses impactos; eles disseram que Júpiter era tão grande que engoliria

O impacto do Cometa Shoemaker – Levy 9

Em 1993, os prolíficos descobridores de cometas Eugene e Carolyn Shoemaker, e David Levy, descobriram o seu nono cometa juntos. É também a descoberta pela qual serão mais lembrados, porque a gravidade de Júpiter quebrou o cometa em 21 fragmentos e, no ano seguinte, cada um desses 21 fragmentos atingiu a atmosfera de Júpiter, gerando enormes explosões e enormes nuvens de fuligem. estávamos céticos de que poderíamos ver algo significativo acontecer com esses impactos; disseram que Júpiter era tão grande que engoliria os fragmentos do cometa sem sequer perceber. Eles estavam muito errados. O Telescópio Espacial Hubble estava numa posição privilegiada acima da Terra, a sonda Galileo da NASA observava enquanto se dirigia para Júpiter, e exércitos de astrônomos no solo, tanto profissionais como amadores, apontavam os seus telescópios grandes e pequenos para Júpiter. Os impactos começaram em 16 de Julho de 1994 e continuaram até 22 de Julho, deixando grandes marcas escuras nas nuvens de Júpiter, à medida que as bolas de fogo do impacto queimavam a atmosfera com temperaturas entre 30.000 e 40.000 graus Celsius, e as plumas subiam 3.000 quilómetros de altura acima do topo das nuvens. Foi um evento tão raro que provavelmente nunca mais o veremos acontecer novamente em nossas vidas.