O campo magnético de Saturno não forma uma bolha simétrica e equilibrada como a da Terra. Em vez disso, é visivelmente desigual, de acordo com um novo estudo realizado por cientistas da University College London (UCL). O estudo mostra que esta distorção é causada pela rápida rotação do planeta juntamente com a grande quantidade de material que arrasta pelo espaço.
Os campos magnéticos dos planetas (magnetosferas) atuam como escudos protetores, bloqueando fluxos de partículas altamente carregadas do vento solar. A magnetosfera de Saturno é enorme, mais de 10 vezes o diâmetro do planeta.
Sonda Cassini determina o ângulo magnético de Saturno
Resultados publicados em Comunicações da naturezacom base em seis anos de observações da missão Cassini da NASA. Os investigadores concentraram-se em identificar a posição exacta da cúspide de Saturno, a região onde as linhas do campo magnético se curvam em direcção aos pólos e permitem que partículas carregadas escapem para a atmosfera.
A análise mostrou que esta saliência é constantemente deslocada em uma direção. Quando visto do Sol, parece deslocado para a direita e geralmente ocorre entre 1h e 3h (como pode aparecer em um mostrador), e não 12h como visto na Terra.
Rotação rápida e plasma impulsionam o cisalhamento
Os cientistas acreditam que esta mudança se deve a dois factores principais. Saturno gira muito rapidamente, completando uma revolução em apenas 10,7 horas. Ao mesmo tempo, está rodeado por uma densa “sopa” de plasma (gás ionizado), a maior parte proveniente de gases emitidos pelas suas luas, especialmente Encélado.
Juntos, a rotação rápida e este ambiente de plasma pesado parecem puxar as linhas do campo magnético lateralmente. Os pesquisadores observam que serão necessárias mais simulações para confirmar totalmente esta explicação.
Encélado e a busca pela vida
A vizinhança de Saturno é de interesse crescente por causa de Encélado, uma lua que ejeta plumas geladas do oceano subterrâneo e pode potencialmente sustentar vida. Este é também o principal objetivo da missão da Agência Espacial Europeia planeada para a década de 2040.
O co-autor, Professor Andrew Coates (Laboratório de Ciências Espaciais Mallard da UCL), disse:”O canto é onde o vento solar pode deslizar diretamente para a magnetosfera. Conhecer a localização do impulso de Saturno pode nos ajudar a entender e mapear melhor toda a bolha magnética.
“Uma melhor compreensão do ambiente de Saturno é especialmente importante agora que estão a começar a ser feitos planos para o nosso regresso a Saturno e à sua lua Encélado. Estes resultados deixam-nos entusiasmados por regressar lá. Desta vez iremos procurar evidências de habitabilidade e possíveis sinais de vida.
“Este estudo também fornece evidências críticas para uma teoria de longa data – que a rápida rotação de planetas massivos como Saturno com luas ativas substitui o vento solar como a força dominante que molda as magnetosferas. Mostra que a magnetosfera de Saturno, bem como as magnetosferas de outros gigantes gasosos em rotação rápida, é significativamente diferente da da Terra.”
“A própria Encélado é o principal motor deste ambiente, libertando grandes quantidades de vapor de água que se ioniza, carregando a magnetosfera com plasma pesado, que é então arrastado à medida que o planeta gira.”
Nova compreensão dos campos magnéticos planetários
A equipe de pesquisa internacional incluiu cientistas da Academia Chinesa de Ciências, da Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul e da Universidade de Hong Kong.
O autor correspondente, Professor Zhonghua Yao (Universidade de Hong Kong), disse: “As diferenças entre a estrutura magnética de Saturno e a estrutura magnética da Terra apontam para um único processo fundamental que governa a interação do vento solar em diferentes planetas. Observações terrestres abrangentes revelam o funcionamento da Terra, e estudos comparativos dos planetas nos informam sobre leis fundamentais que podem ser aplicadas à compreensão de outros sistemas, como os exoplanetas.”
O autor principal, Dr. Yan Xu (Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul, China), disse: “Ao combinar as observações da Cassini com simulações, descobrimos que a rápida rotação de Saturno e o plasma da sua lua Encélado juntos formam uma distribuição global assimétrica de cúspides. Esperamos que isto forneça uma referência útil para estudos futuros dos ambientes espaciais de Júpiter e Saturno.”
Os instrumentos da Cassini registram eventos importantes
Para determinar quando a Cassini passou pelo cume, a equipe analisou dados de dois instrumentos a bordo (o Magnetômetro Cassini, ou MAG, e o Espectrômetro de Plasma Cassini, CAPS). Eles identificaram 67 desses eventos entre 2004 e 2010 com base em indicadores como o nível de energia dos elétrons detectados.
Usando estas observações, os investigadores criaram uma simulação do campo magnético de Saturno. Eles descobriram que a interação entre a magnetosfera e o vento solar na sua fronteira externa é muito semelhante aos processos observados em Júpiter.
Muitos dos dados vieram do Sensor de Elétrons CAPS, desenvolvido por uma equipe liderada pelo Professor Coates do Laboratório de Ciências Espaciais Mallard da UCL.
A pesquisa foi apoiada pelo Conselho de Ciência e Tecnologia do Reino Unido e pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, bem como por outros órgãos financiadores.
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