Auroras espetaculares em Júpiter: mil vezes mais intensas que as da Terra

As auroras polares, tanto austrais quanto as boreais, não são exclusivas da Terra. Também ocorrem em Júpiter e são centenas de vezes mais brilhantes. Veja em que consiste esse fenômeno espetacular e por que ele é diferente do que as da Terra.

aurora em Júpiter — As auroras de Júpiter são centenas de vezes mais intensas do que as da Terra. Crédito: NASA.

As auroras que se formam em altas latitudes da Terra, tanto a aurora boreal quanto a austral, e não são exclusivas do nosso planeta. Pelo contrário! O gigante gasoso do nosso Sistema Solar, Júpiter, é onde se formam as auroras mais intensas, centenas de vezes mais intensas que as da Terra. Mas por que? Vamos explicar aqui como esse fenômeno espetacular se origina e trazer a resposta para essa pergunta.

O que são auroras?

As moléculas e átomos presentes na atmosfera de um planeta (por exemplo, nitrogênio e oxigênio no caso da Terra), quando atingidos por partículas muito energéticas, ficam excitados. Especificamente, o que acontece é que durante a colisão, as partículas cedem sua energia para moléculas e átomos, cujos elétrons se movem para níveis de energia mais altos.

Entretanto, após um tempo muito curto, de nanossegundos a microssegundos, os elétrons retornam ao seu nível de energia inicial, desexcitam-se e liberam o excedente de energia emitindo luz.

É justamente essa luz que observamos durante o fenômeno da aurora.

Auroras são um fenômeno produzido pela desexcitação de moléculas e átomos na atmosfera, previamente excitados por partículas energéticas vindas do espaço.

Por exemplo, na atmosfera da Terra, o oxigênio, quando desexcitado, normalmente emite luz verde e vermelha, enquanto o nitrogênio emite luz azul, roxa e rosa, que são as cores que observamos durante as auroras.

De onde vêm essas partículas energéticas?

A principal fonte de partículas energéticas é o Sol. Ele sopra continuamente seu vento, composto de partículas eletricamente carregadas e muito energéticas, por todo o sistema solar.

Lua Io de Júpiter — Emissão de partículas durante uma erupção de um dos vulcões da lua Io. Essas partículas, escapando da gravidade, contribuem para a formação de auroras em Júpiter. Crédito: NASA/JPL/Universidade do Arizona

Quando esse vento de partículas atinge a vizinhança de planetas com campos magnéticos e, portanto, com magnetosfera, as partículas elétricas são capturadas pelo campo magnético e desviadas em velocidades muito altas em direção aos polos.

Aqui ocorre a colisão com as moléculas e átomos da atmosfera e se produz o fenômeno da aurora.

As auroras são produzidas por partículas elétricas do vento solar capturadas pela magnetosfera do planeta e desviadas para os polos, onde colidem com átomos e moléculas na atmosfera, produzindo o efeito visual familiar.

Durante eventos específicos, como erupções solares e ejeções de massa coronal, quanto maior a densidade do fluxo do vento solar, mais intensas serão as auroras.

Planetas como Terra, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno têm um campo magnético cujas linhas de força emergem de um polo e mergulham no outro polo. Essa topologia de campo magnético é chamada dipolar. Por essa razão, as partículas do vento solar, uma vez capturadas pelo campo magnético, são aceleradas pelas linhas de força em direção aos polos, onde surgem as auroras.

Se o mecanismo de geração das auroras é o mesmo, por que as de Júpiter são mais intensas?

Por que as auroras de Júpiter são muito mais intensas?

Júpiter, o gigante do nosso sistema solar, tem um campo magnético até 20.000 vezes mais forte que o da Terra.

Portanto, embora mais distante do Sol, ele consegue capturar mais partículas do vento solar e acelerá-las a velocidades incríveis contra as moléculas de sua atmosfera, excitando-as e produzindo auroras muito intensas.

auroras em Júpiter — Sequência de três imagens tiradas por James Webb com sua câmera NIRcam. Auroras são estruturas visíveis dentro do anel brilhante na atmosfera de Júpiter e evoluem de uma imagem para outra em menos de uma hora. Crédito: NASA, ESA, CSA, Jonathan Nichols (Universidade de Leicester), Mahdi Zamani (ESA/Webb).

Além disso, além das partículas elétricas do vento solar, Júpiter tem uma fonte muito próxima de íons: o seu satélite Io. Os vulcões de Io emitem partículas que, surpreendentemente, escapam da gravidade de Io e orbitam Júpiter. Portanto, uma fonte dupla de partículas carregadas (Io e o Sol) e, portanto, auroras centenas de vezes mais brilhantes do que na Terra.

No dia de Natal de 2023, o Telescópio James Webb tirou imagens consecutivas do planeta Júpiter. Nelas podemos ver a presença de auroras muito brilhantes que evoluem ao longo do tempo. Em particular, descobriu-se que a emissão de luz do cátion hidrogênio (H3+) era muito mais variável (em escalas de tempo da ordem de um segundo) do que se acreditava anteriormente.

Um campo magnético milhares de vezes mais forte e uma fonte dupla de partículas fazem com que as auroras de Júpiter sejam centenas de vezes mais intensas que as da Terra.

Além disso, Júpiter foi observado simultaneamente pelo telescópio Hubble, na faixa visível-ultravioleta, fornecendo imagens muito diferentes das mesmas auroras. De fato, não há nenhum vestígio das auroras mais brilhantes nas imagens de James Webb do Hubble. Portanto, ainda há muito a ser descoberto sobre as auroras de Júpiter. Estudos posteriores, que também serão realizados com as sondas Juno e a futura Juice, ainda a caminho de Júpiter, ajudarão a encontrar a interpretação correta.

Referência da notícia

Dynamic infrared aurora on Jupiter. 12 de maio, 2025. Nichols, et al.