VMC images of wave trains on Venus. Copyright: ESA/Venus Express/VMC/A. Piccialli et al.

Uma equipa internacional, da qual fazem parte investigadores do IA1/CAAUL2, descobriu um novo tipo de onda atmosférica em Vénus, utilizando observações da missão Venus Express, da Agência Espacial Europeia (ESA).

O que têm em comum o quente planeta Vénus e a gelada lua de Saturno, Titã? Embora à primeira vista pareçam completamente diferentes, estes dois mundos do Sistema Solar partilham entre si uma característica rara: apesar de rodarem muito lentamente em torno do seu eixo, ambos possuem atmosferas onde sopram ventos extremamente fortes, com rajadas de mais de 360 km/h. Os cientistas planetários designam este fenómeno por super-rotação atmosférica e suspeitam que ela seja criada por ondas que se propagam nas atmosferas destes corpos.

As ondas atmosféricas são bem conhecidas dos meteorologistas terrestres, mas no caso de atmosferas ainda mal conhecidas, como as de Vénus e Titã, até aqui não existia uma teoria única que permita classificar os diferentes tipos de ondas.

Graças às observações realizadas pela sonda espacial Venus Express, foi possível medir com precisão os ventos de Vénus em diferentes regiões da sua atmosfera e desenvolver uma nova teoria que permite classificar e compreender a grande variedade de ondas atmosféricas que têm sido observadas por esta missão no planeta gémeo da Terra.

Em dois artigos publicados na edição de Julho da revista científica Astrophysical Journal Supplement Series, uma equipa internacional de cientistas planetários deduziu pela primeira vez as equações matemáticas que descrevem as seis categorias de ondas atmosféricas em atmosferas em super-rotação. Torna-se assim possível prever e classificar estas ondas, não só em Vénus e Titã, mas também nos novos exoplanetas deste tipo que, com frequência crescente, têm vindo a ser descobertos pelos astrónomos.

Uma descoberta inesperada deste trabalho foi a identificação de um tipo de onda até aqui desconhecido, que os autores batizaram "onda centrífuga", uma vez que a sua propagação só é possível em atmosferas em super-rotação. Nestas atmosferas que giram rapidamente, as variações da pressão atmosférica são equilibradas pela força centrífuga, ao contrário das atmosferas da Terra e de Marte. Os efeitos da onda centrífuga agora identificada em Vénus haviam já sido observados por uma equipa de astrofísicos japoneses em 2013, mas só agora foi possível identificar e compreender este fenómeno físico inexistente na atmosfera terrestre.

O trabalho é da autoria de Javier Peralta, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia, em colaboração com uma equipa de investigadores do Japão, Reino Unido, Portugal, França e Espanha, em que participa David Luz, do IA/CAAUL. Esta investigação foi iniciada por Javier Peralta e David Luz no CAAUL, em 2012.

A rápida rotação da atmosfera de Vénus e a sua variabilidade constituem um dos mistérios por resolver do Sistema Solar, e um dos temas principais da missão espacial europeia Venus Express e do projecto EuroVénus, em que o IA/CAAUL, participa.

Notas:

1. As duas maiores instituições nacionais de investigação em Astronomia, CAUP e CAAUL colaboram cientificamente desde 2007. Esta união de esforços contribuiu decisivamente para tornar as Ciências do Espaço numa das áreas da investigação portuguesa de maior impacto internacional. Atualmente, as duas unidades encontram-se num processo de fusão que dará origem, ainda este ano, ao novo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). O IA englobará cerca de 70% da investigação científica nacional na área.
O Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL) é um centro de investigação em astronomia e astrofísica envolvido em projetos internacionais e com uma elevada produção científica. Para além da investigação de projeção internacional, tem vindo a desenvolver atividades de divulgação como cursos, palestras, visitas e observações astronómicas para o público em geral.

Artigos científicos:

• J. Peralta et al., “Analytical Solution for Waves in Planets with Atmospheric  Superrotation. Part 1: Acoustic and Inertia-gravity Waves”. The Astrophysical Journal Supplement Series. July 2014
• J. Peralta et al., “Analytical Solution for Waves in Planets with Atmospheric  Superrotation. Part 2: Lamb, Surface and Centrifugal Waves”. The Astrophysical Journal Supplement Series. July 2014

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