Como uma lâmpada cósmica instalada em um regulador de tensão, Saturno emitiu menos energia ano trás ano, de 2005 a 2009, de acordo com as observações da nave espacial Cassini da NASA. Mas ao contrário de uma lâmpada comum, o hemisfério sul de Saturno constantemente emite mais energia do que o norte. Além disso, os níveis de energia mudou com as estações e difere da última vez que uma nave espacial visitou Saturno em 1980.
Essas tendências nunca antes vista provém de uma análise detalhada dos dados a longo prazo do espectrômetro infravermelho composto (CIRS), um instrumento construído pela NASA a bordo da Cassini, e por comparação com dados da sonda Voyager da NASA. Quando combinadas com informações sobre a energia proveniente do Sol a Saturno, os resultados poderiam ajudar os cientistas a compreender a natureza da fonte de calor interna de Saturno.
"O fato de Saturno emitir mais o dobro da energia que absorve do Sol tem sido um enigma por muitas décadas", afirmou Kevin Baines, da equipe de ciência para Cassini no Jet Propulsion Laboratory da NASA, e co-autor Em um novo estudo sobre a produção de energia a partir de Saturno. "O que gera essa energia adicional? Este trabalho representa o primeiro passo para esta análise."
A pesquisa, publicada esta semana no Journal of Geophysical Research, Planetas, foi liderada por Liming Li, da Universidade de Cornell, em Ithaca, Nova Iorque (agora na University of Houston).
"Os dados da Cassini são importantes porque nos dão uma visão quase completa de Saturno", disse Li. "Este é um único conjunto de dados que fornece muita informação sobre este planeta, é a primeira vez que alguém estuda a energia emitida por um dos planetas gigantes em detalhe."
Os planetas do nosso sistema solar perde energia como radiação em comprimentos de onda de calor que são invisíveis a olho nu. O instrumento CIRS inclui comprimentos de onda na região do infravermelho termal, distante o suficiente para além da luz vermelha, onde os comprimentos de onda correspondem à emissão de calor.
"Na ciência planetária, nós tendemos a pensar que os planetas perdem energia uniformemente em todas as direções em um ritmo constante", disse Li. "Nós agora sabemos que Saturno não faz isso."
Em vez disso, o fluxo de saída de energia de Saturno é desigual, uma vez que emite uma sexta parte da energia no hemisfério sul a respeito do Norte, Li disse. Este efeito esta emparelhado a estações de Saturno: durante esses cinco anos terrestres, era verão no hemisfério sul e inverno no norte. Tal como a Terra, Saturno tem essas épocas, porque o planeta está inclinado sobre seu eixo, de forma que um hemisfério recebe mais energia do sol no verão, enquanto outro recebe menos energia e é envolvido no inverno. O último equinócio de Saturno quando o sol incindiu diretamente sobre o Equador, ocorreu em agosto de 2009.
Durante todo esse tempo, a energia emitida por cada hemisfério subiu e desceu junto com a temperatura efetiva. No entanto, durante este período de cinco anos, o planeta parecia estar lentamente esfriando-se e emitindo menos energia.
Para saber se as mudanças semelhantes ocorreram em tempos anteriores, os investigadores analisaram dados recolhidos pela sonda Voyager em 1980 e 1981 e não vê o actual desequilíbrio entre os hemisférios norte e sul. Em contraste, as duas regiões eram muito mais coerentes entre si. Uma explicação é que os padrões de nuvens pode ter flutuado, bloqueando e espalhamento a luz infravermelha de forma diferente.
"É razoável supor que a evolução da energia emitida de Saturno está relacionado à cobertura de nuvens", disse Amy Simon-Miller, que lidera o Laboratório de Sistemas Planetários em Goddard e co-autor do artigo. "Como há mudanças na cobertura de nuvens, a quantidade de radiação que escapa para o espaço também muda. Isso pode variar durante uma única temporada e ano a ano em Saturno".
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