Cientistas detetaram e mediram a potência dos raios em Júpiter associados a tempestades que duram séculos

Júpiter, o planeta mais massivo do nosso sistema solar, possui tempestades igualmente gigantescas, algumas das quais duram séculos. De acordo com um novo estudo realizado por cientistas da Universidade da Califórnia, em Berkeley, algumas destas tempestades também geram raios poderosos. Alguns raios são 100 vezes mais potentes do que os da Terra, e possivelmente muito mais fortes.

Os resultados provêm da análise de dados da sonda Juno da NASA, que orbita o planeta desde 2016 e examina a atmosfera com o seu radiómetro de micro-ondas, capaz de detetar emissões de rádio de raios semelhantes à interferência de rádio gerada por raios na Terra. As micro-ondas encontram-se na extremidade de alta frequência do espectro de rádio.

Estudar tempestades noutros planetas ajuda-nos a entender melhor aquelas que ocorrem no nosso próprio planeta, as quais ainda não são totalmente compreendidas, disse o autor principal do estudo, Michael Wong, cientista planetário do Laboratório de Ciências Espaciais da Universidade da Califórnia. O estudo foi publicado a 20 de março de 2026 na revista AGU Advances.

“Ainda há muito que não sabemos sobre os raios na Terra”, disse ele, observando que, na última década, os cientistas descobriram vários novos tipos de eventos luminosos transitórios, ou TLEs, associados a tempestades terrestres. Estes TLEs (fenómenos elétricos de milissegundos na troposfera acima de grandes tempestades) incluem sprites, jatos, halos e um fenómeno chamado ELVE.

Tempestades e raios em Júpiter

Em Júpiter, os relâmpagos "informam-nos sobre a convecção, que é como a atmosfera se agita e transporta calor das camadas mais baixas da atmosfera", explicou Wong. "A convecção funciona de forma um pouco diferente na Terra e em Júpiter porque Júpiter tem uma atmosfera dominada por hidrogénio, então o ar húmido é mais pesado e tem mais dificuldade para subir".

O ar na Terra é composto principalmente de nitrogénio, que é mais pesado que a água, então a adição de água torna o ar húmido mais leve. O ar mais denso e húmido de Júpiter não só significa que é necessária muito mais energia para a formação de uma tempestade, como também liberta muito mais energia ao atingir a alta atmosfera, resultando em ventos fortes e relâmpagos intensos entre as nuvens.

Segundo Wong, quase todas as naves espaciais que passaram perto de Júpiter detetaram raios, principalmente porque eles se destacam no lado noturno do planeta como um pirilampo na escuridão. Com base em dados de missões anteriores, que só conseguiam detetar relâmpagos superpotentes no lado escuro, Júpiter ganhou a reputação de concentrar mais energia nos seus raios do que a Terra.

Isto mudou quando uma câmara de rastreamento estelar altamente sensível a bordo da Juno levantou dúvidas ao detetar inúmeros raios mais fracos, semelhantes aos da Terra. O problema de obter imagens do lado noturno, em geral, é que as nuvens podem bloquear a visão dos raios e dificultar a determinação da sua verdadeira potência óptica, explicou Wong.

O principal instrumento da Juno, um radiómetro de micro-ondas, proporcionou uma forma mais precisa de medir a potência dos raios sem ser afetado pelas nuvens na atmosfera de Júpiter. Embora o instrumento não tenha sido projetado para estudar raios, o radiómetro apontado para baixo consegue detetar emissões de micro-ondas de tempestades próximas.

Mas as tempestades em Júpiter frequentemente ocorrem simultaneamente nas faixas que circundam o planeta, dificultando a determinação de qual tempestade produziu o raio. E sem a localização precisa da tempestade, é impossível determinar a potência do raio usando apenas medições de micro-ondas. Wong comparou isso a ouvir uma série de estalos num desfile do Ano Novo Chinês e não saber se eram pipocas a estourar a poucos metros de distância ou fogos de artifício a um quarteirão de distância.

Supertempestades furtivas

Felizmente, em 2021 e 2022 houve uma calmaria nas tempestades na Faixa Equatorial Norte, e Wong pôde concentrar-se em apenas uma grande tempestade por vez, localizando-a com o Telescópio Espacial Hubble, a câmara da Juno e imagens partilhadas por astrónomos amadores. Ele chamou-as de supertempestades "furtivas".

Assim como as supertempestades verdadeiras, o seu padrão de atividade persistiu por meses e transformou globalmente a estrutura de nuvens em redor. Mas, diferentemente das supertempestades verdadeiras, as suas torres de nuvens atingiram apenas as alturas modestas de pequenas tempestades. “Como tínhamos a localização precisa, pudemos dizer: ‘Ok, sabemos onde está. Estamos a medir a potência diretamente’”, disse ele.

Durante este período, a sonda Juno realizou 12 passagens sobre tempestades isoladas e, em quatro delas, aproximou-se o suficiente para medir a estática de micro-ondas dos raios. Os raios ocorreram em média três vezes por segundo durante estas passagens; num dos sobrevoos, a sonda detetou 206 pulsos distintos de radiação de micro-ondas. A partir de um total de 613 pulsos medidos, Wong calculou que a potência variava da potência de um raio até 100 vezes ou mais a potência de um raio terrestre. Como ele comparou as emissões de raios terrestres num comprimento de onda de rádio com as emissões de raios de Júpiter num comprimento de onda diferente, há alguma incerteza na comparação.

De acordo com um estudo sobre emissões de rádio de raios na Terra, os raios de Júpiter poderiam ter sido um milhão de vezes mais potentes do que os raios terrestres.

Converter a potência das micro-ondas dos raios em potência total não é uma tarefa simples, observou a coautora do estudo Ivana Kolmašová, física espacial da Universidade Carolina em Praga, e membro da Academia Checa de Ciências. Os raios não apenas emitem em comprimentos de onda de rádio e ópticos, mas também geram energia térmica, acústica e química. Na Terra, estima-se que um único raio liberte cerca de 1 gigajoule de energia total, ou um milhar de milhão de joules — o suficiente para abastecer 200 residências médias por uma hora. Wong estima que a energia dos raios em Júpiter varia de 500 a talvez até 10.000 vezes a energia dos raios na Terra.

Os raios em Júpiter provavelmente formam-se de maneira semelhante aos raios na Terra, onde o vapor de água ascendente condensa-se em gotículas líquidas e cristais de gelo eletricamente carregados, produzindo grandes diferenças de voltagem entre as nuvens ou entre as nuvens e o solo. É por isso que as tempestades terrestres são associadas à queda de granizo. Em Júpiter, enquanto o vapor de água impulsiona as nuvens de tempestade para a alta atmosfera, os cristais de gelo carregados são compostos de água e amónia. Uma teoria sugere que a água e a amónia combinam-se para formar "bolas de gelo" que caem como granizo mole.

Embora raios mais potentes impliquem voltagens mais altas entre as nuvens, os detalhes de como eles são gerados em Júpiter em comparação com a Terra permanecem um mistério, explica Wong.

“É aqui que os detalhes começam a ficar interessantes, onde podemos perguntar: ‘A principal diferença poderia estar nas atmosferas de hidrogénio versus nitrogénio, ou poderia ser que as tempestades em Júpiter ocorrem em altitudes maiores e, portanto, envolvem distâncias maiores?’”, disse ele. As tempestades em Júpiter atingem altitudes superiores a 100 quilómetros, em comparação com os 10 quilómetros na Terra.

"Ou será que há mais energia disponível porque, com a convecção húmida em Júpiter, é necessária uma maior acumulação de calor antes que a tempestade que produz raios se desenvolva?", acrescentou. "É uma área ativa de investigação".