Os manuais terão de ser atualizados: Júpiter é mais pequeno e achatado do que se pensava, revela a sonda Juno.

As medições mais recentes recolhidas pela sonda Juno, da NASA, indicam agora que os valores aceites até aqui estavam ligeiramente desviados, obrigando os cientistas a repensar a forma do gigante gasoso e aquilo que se esconde sob as suas nuvens em constante turbulência.

Afinal, Júpiter é um pouco mais pequeno, ligeiramente mais achatado nos polos e mais “estendido” no equador do que os valores oficiais sugeriram durante muito tempo.

A Juno atualiza uma visão de Júpiter com meio século

Durante décadas, as estimativas do tamanho de Júpiter basearam-se essencialmente em apenas quatro naves: as Voyager 1 e 2 e as Pioneer 10 e 11. Estas sondas passaram pelo planeta na década de 1970 e, através de feixes de rádio, inferiram as dimensões do planeta.

Os resultados dessas passagens tornaram-se os números-padrão reproduzidos em manuais escolares e em tabelas de referência. Ninguém esperava que estivessem completamente errados - e não estão. Ainda assim, tinham precisão suficiente para ocultar detalhes relevantes sobre a verdadeira forma de Júpiter.

Em órbita de Júpiter desde 2016, a Juno trouxe uma imagem muito mais nítida. Num estudo recente publicado na revista Nature Astronomy, os investigadores utilizaram os sinais de rádio da sonda para determinar o tamanho do gigante gasoso com uma precisão de cerca de 400 metros em cada direção - uma exatidão impressionante num planeta com mais de 140 000 quilómetros de diâmetro.

Afinal, quanto menor é Júpiter?

Este novo trabalho não revela um “encolhimento” dramático. As diferenças medem-se em quilómetros, não em milhares de quilómetros. Ainda assim, para quem constrói modelos planetários, estes pequenos ajustes têm um impacto enorme.

Medição	Valor antigo	Novo valor (Juno)	Diferença
Raio polar (do centro ao polo)	≈ 66 854 km	66 842 km	−12 km
Raio equatorial (do centro ao equador)	≈ 71 492 km	71 488 km	−4 km

Em resumo, Júpiter é apenas alguns quilómetros mais pequeno do que se pensava, e a sua forma está um pouco mais “achatada” devido à rotação muito rápida.

Para quem tenta fazer coincidir, ao mesmo tempo, medições de gravidade, dados magnéticos e ventos atmosféricos, uma diferença de poucos quilómetros pode validar - ou arruinar - uma teoria sobre o interior de Júpiter.

Como a curvatura das ondas de rádio denuncia a forma de um planeta

A Juno envia continuamente sinais de rádio para a Terra. Quando esses sinais passam rente à atmosfera de Júpiter, não seguem trajetórias perfeitamente retilíneas: as camadas gasosas curvam as ondas de rádio, tal como uma lente desvia a luz.

No novo estudo, a equipa analisou com grande detalhe como o feixe de rádio se curvava e enfraquecia quando, do ponto de vista da Terra, a Juno “passava por trás” de Júpiter e depois reaparecia. No momento em que o planeta bloqueava totalmente o sinal, foi possível identificar com precisão onde se situava a “margem” de Júpiter em diferentes direções.

Essas margens não são completamente regulares. Correntes de jato muito rápidas e ventos profundos deformam as camadas externas, fazendo algumas regiões “inchar” e puxando outras ligeiramente para dentro.

Ao modelar cuidadosamente a forma como a atmosfera curva os sinais de rádio, a equipa conseguiu separar o efeito dos ventos e isolar a forma mais regular do planeta propriamente dito.

O resultado é um retrato mais refinado do raio de Júpiter nos polos e no equador, além de uma melhor compreensão de quão oblato - isto é, achatado - o gigante gasoso realmente é.

Porque é que Júpiter fica achatado como um balão de água em rotação

Apesar do seu tamanho, Júpiter completa uma rotação em cerca de 10 horas. Essa rotação rápida cria uma força centrífuga muito intensa no equador, que concorre com a gravidade.

O fenómeno lembra um balão de água a rodar preso por um fio: o “meio” dilata-se e as extremidades ficam mais planas. Em Júpiter, o equador projeta-se cerca de 4 800 km para fora, relativamente aos polos.

Saber exatamente a dimensão desta “barriga” equatorial permite aos cientistas inverter o problema e inferir como a massa está distribuída no interior. Um núcleo mais denso ou uma estratificação diferente de hidrogénio e hélio alteram a resposta do planeta à rotação e à gravidade - e, por isso, a forma final.

Reconstruir modelos do interior oculto de Júpiter

As nuvens de Júpiter são apenas a “pele” visível de um mundo muito mais profundo e estranho. Abaixo do topo das nuvens, o planeta passa gradualmente de gás para um fluido espesso e quente e, depois, para um estado exótico de “hidrogénio metálico”, capaz de conduzir eletricidade. Mais abaixo, suspeita-se a existência de um núcleo compacto composto por rocha e elementos mais pesados.

Para testar diferentes cenários do interior, os investigadores têm de conciliar vários tipos de observações em simultâneo:

• O campo gravitacional de Júpiter, inferido pela forma como o planeta atrai as sondas.
• A forma do planeta e o seu grau de achatamento, agora afinados com os dados de rádio da Juno.
• Ventos e correntes de jato na atmosfera, que redistribuem massa pelo globo.
• Medições de temperatura e composição obtidas pela Juno e por missões anteriores.

Os valores antigos de tamanho obrigavam a compromissos pouco elegantes: alguns modelos ajustavam bem a gravidade, mas não batiam certo com os raios “oficiais” - ou acontecia o inverso. As novas estimativas aproximam melhor estas restrições, permitindo simulações que descrevem um Júpiter mais coerente.

Ao deslocar o raio de referência apenas alguns quilómetros para dentro, os modelos do interior passam a ajustar-se melhor tanto às leituras de gravidade como ao que a Juno observa na atmosfera.

Com isso, melhoram também as estimativas sobre o tamanho do núcleo de Júpiter, a profundidade a que chegam as bandas e tempestades mais famosas e a forma como os elementos mais pesados foram redistribuídos desde a formação do planeta.

O que as novas medições da Juno dizem sobre o interior de Júpiter (e porque isso importa)

Este tipo de refinamento não muda só um número numa tabela: ele condiciona diretamente os modelos usados para explicar o interior de Júpiter. Uma diferença de poucos quilómetros no raio altera a forma como os investigadores equilibram densidade, camadas internas e efeitos de rotação, e pode eliminar hipóteses antigas que antes pareciam plausíveis.

Também abre caminho a comparações mais rigorosas com outros gigantes gasosos, porque reduz uma fonte de incerteza que se propagava para várias análises: do campo gravitacional ao comportamento dos ventos e à interpretação do campo magnético.

Porque é que quem estuda exoplanetas se interessa pelo tamanho real de Júpiter

À primeira vista, refinar Júpiter pode parecer “arrumação” para especialistas do Sistema Solar. No entanto, as consequências vão muito além da nossa vizinhança.

Já foram descobertos milhares de planetas em órbita de outras estrelas. Muitos são “Júpiteres quentes”, “Júpiteres mornos” ou outros gigantes gasosos com massas e raios aproximadamente comparáveis aos de Júpiter. Quando os astrónomos calculam a densidade média destes mundos, Júpiter é frequentemente usado como referência.

Se o planeta de referência muda em tamanho e estrutura, também mudam as expectativas para os planetas que lhe são semelhantes. Modelos mais rigorosos de Júpiter ajudam a avaliar se a densidade de um exoplaneta aponta para um invólucro muito “inchado” e pouco massivo, para um núcleo rico em elementos pesados, ou para algo intermédio.

Além disso, acredita-se que Júpiter tenha sido o primeiro planeta a formar-se no Sistema Solar, capturando grande parte do gás disponível antes de o jovem Sol expulsar o material remanescente. Compreender o seu interior ajuda a esclarecer a história inicial de toda a família planetária - incluindo como é que a Terra acabou por ficar onde está.

Porque é que isto vai mesmo mudar os manuais escolares

As tabelas de referência em livros do ensino básico, secundário e universitário usam, regra geral, valores padronizados de agências e missões “clássicas”. Quando esses números forem atualizados, a mudança vai refletir-se em tudo, desde posters de sala de aula a enciclopédias.

É provável que futuras edições ajustem os valores do raio equatorial e do raio polar de Júpiter e que algumas incluam uma nota indicando que estes números se baseiam em medições da era da Juno, e não nas passagens rápidas da década de 1970.

O planeta não encolheu; foi a nossa “fita métrica” que ficou mais precisa graças a melhores instrumentos e a uma missão orbital prolongada.

Alguns termos úteis por trás das notícias

Para quem não está habituado ao vocabulário da ciência planetária, vale a pena reter alguns conceitos-chave:

• Raio: distância do centro de um planeta até à sua “superfície”. Nos gigantes gasosos não há uma superfície sólida; por isso, define-se um nível de pressão na atmosfera como referência de “superfície”.
• Oblatidade (achatamento): medida de quão achatado fica um planeta em rotação. Uma esfera perfeita não é oblata; um gigante gasoso que gira depressa apresenta um claro bojo no equador.
• Hidrogénio metálico: estado do hidrogénio a altíssimas pressões, no qual os eletrões se movem livremente, permitindo que o fluido conduza eletricidade. Deve ter um papel central no campo magnético de Júpiter.
• Campo gravitacional: expressão da forma como a massa está distribuída no planeta. Pequenas variações são detetadas por sondas em órbita sob a forma de ligeiros aumentos ou reduções de velocidade.

Os cientistas planetários recorrem frequentemente a simulações computacionais onde ajustam estas propriedades e verificam que combinações reproduzem a forma e a gravidade observadas. Mesmo uma alteração pequena no raio oficial de Júpiter obriga essas simulações a explorar novas soluções - e pode descartar ideias mais antigas.

Técnicas semelhantes já estão a ser consideradas para outros mundos. Missões futuras a Saturno, Urano ou Neptuno poderão usar a curvatura de sinais de rádio e rastreio de alta precisão para rever os tamanhos e as formas desses planetas. Isso pode influenciar a forma como os classificamos - incluindo o debate em aberto sobre se Urano e Neptuno são melhor descritos como “gigantes de gelo” ou como “gigantes rochosos” cobertos por mantos gasosos espessos.

Por enquanto, esta pequena “redução” de Júpiter lembra-nos que até os planetas mais familiares continuam a reservar surpresas - e que até os números mais confiáveis podem mudar quando uma nova sonda observa um pouco mais de perto.