De Vénus para outros mundos
2019 outubro 08

O planeta Vénus roda vagarosamente. Só ao fim de 243 dias terrestres terá dado uma volta completa sobre si próprio. A atmosfera, porém, rodopia a outro compasso. A cada quatro dias dá uma volta ao planeta, varrendo-o com ventos constantes que rondam os 400 quilómetros por hora, a velocidade de um furacão de categoria máxima.

Prossegue a procura de uma causa para o que originou e mantém esta discrepância entre a languidez do globo sólido e o furor do seu envelope atmosférico. Novas medições com uma precisão sem precedentes das velocidades dos ventos a cerca de 70 quilómetros da superfície foram agora divulgadas. O estudo¹, publicado na revista Icarus, foi liderado por Ruben Gonçalves, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA²) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL).

Este estudo apresenta o levantamento até agora mais completo e preciso do vento que se desloca do equador para os polos de Vénus, o chamado vento meridional³. “Este trabalho dá continuidade a estudos anteriores, em que observações espaciais e observações realizadas a partir da Terra são feitas em simultâneo”, diz Ruben Gonçalves. “São utilizadas duas técnicas diferentes mas complementares, para melhor compreender a circulação atmosférica de Vénus.”

Um dos instrumentos utilizados pelos investigadores é de calibre superior, desenvolvido para estudar os sinais de planetas a orbitar outras estrelas – os exoplanetas – localizados a dezenas ou centenas de anos-luz. Foi a primeira vez que o espectrógrafo HARPS-Norte, instalado no Telescopio Nazionale Galileo, nas Canárias, foi utilizado para observar a atmosfera de um planeta do próprio Sistema Solar.

Com este “Ferrari” dos espectrógrafos foram obtidos espectros de excelente qualidade da luz solar refletida pelo topo das nuvens de Vénus, a cerca de 70 quilómetros da superfície, onde os ventos atingem velocidades máximas. Ruben Gonçalves inferiu a velocidade do vento a partir do efeito que o movimento das nuvens exerce sobre a luz solar por elas refletida na direção da Terra. O resultado foi uma precisão inédita nas medições do vento meridional em Vénus.

Nos dias 28 e 29 de janeiro de 2017, o HARPS-Norte observou o topo das nuvens em simultâneo com outro instrumento situado a milhões de quilómetros. A câmara UVI, montada na sonda Akatsuki, da Agência Espacial Japonesa (JAXA), a orbitar o planeta Vénus, registou nos ultravioletas as imagens das nuvens na mesma zona observada na luz visível pelo espectrógrafo a partir da Terra.

Analisando pares de imagens do mesmo ponto de Vénus separadas de duas horas, Ruben Gonçalves estudou a forma como os padrões da nuvens se movimentaram nesse período de tempo. Obteve assim velocidades médias dos ventos nas duas direções – paralela e perpendicularmente ao equador.

“Outro aspeto interessante neste trabalho é que, embora em teoria as duas técnicas estivessem a observar a mesma altitude no topo das nuvens, o resultado é que, comparando também trabalhos anteriores, há uma diferença nos valores das velocidades”, diz Ruben Gonçalves. “Aquelas obtidas com o estudo dos espectros são mais elevadas em cerca de 36 quilómetro por hora. Isso dá a ideia de que estaremos talvez a observar camadas de nuvens a diferentes altitudes.” Esta aparente divergência entre as duas técnicas é o tema de um artigo em que a equipa de investigadores está agora a trabalhar.

No futuro próximo, Ruben Gonçalves vai aprender as técnicas utilizadas com um outro espectrógrafo dedicado ao estudo de exoplanetas, o ESPRESSO⁴, instrumento com participação do IA e instalado no Very Large Telescope (VLT), do ESO. O seu objetivo é vir a contribuir com a sua experiência no estudo de atmosferas do Sistema Solar para o estudo de atmosferas de exoplanetas, uma área que está ainda a dar os primeiros passos.


Notas

1. O artigo “Venus' cloud top wind study: Coordinated Akatsuki/UVI with cloud tracking and TNG/HARPS-N with Doppler velocimetry observations”, por Ruben Gonçalves et al., foi publicado na revista científica Icarus, volume 335 (DOI: https://doi.org/10.1016/j.icarus.2019.113418).
2. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a instituição de referência na área em Portugal, integrando investigadores da Universidade de Lisboa e da Universidade do Porto, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação de unidades de investigação e desenvolvimento organizada pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (UID/FIS/04434/2019).
3. O vento meridional é uma componente de vento perpendicular ao equador, e que transporta energia do equador para os polos. Este vento é concordante com uma circulação atmosférica que encontramos na Terra, a chamada célula de Hadley: uma ascensão de ar quente na região do equador fluindo rumo a latitudes médias, onde desce de novo para mais perto da superfície antes de regressar ao equador.
4. O espectrógrafo ESPRESSO é um instrumento de alta resolução que irá permitir descobrir exoplanetas semelhantes à Terra. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) teve uma forte participação no consórcio, e por isso terá acesso privilegiado à exploração científica deste instrumento. O ESPRESSO será também a ferramenta mais potente no mundo para verificar se as constantes físicas da Natureza se alteraram desde que o Universo era jovem, tal como preveem algumas teorias fundamentais da Física.

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