Tempestades polares em Júpiter e Saturno desafiam cientistas há décadas, mas um novo estudo propõe que variações na profundidade e na rigidez das camadas internas de cada planeta explicam por que seus vórtices polares exibem comportamentos tão distintos.

Júpiter e Saturno, os maiores planetas do Sistema Solar, compartilham diversas características físicas e atmosféricas. No entanto, apresentam padrões de tempestades polares marcadamente diferentes: enquanto Saturno exibe uma única tempestade colossal em cada polo, Júpiter possui uma tempestade central cercada por várias menores, formando um arranjo geométrico intrigante.

Para entender essa diferença, dois cientistas planetários sugerem que o segredo está na conexão entre as tempestades e as camadas profundas da atmosfera. Se a atmosfera permite o crescimento livre dos vórtices, como em Saturno, eles tendem a se fundir em tempestades gigantes. Já em Júpiter, limites impostos pelo interior do planeta mantêm os vórtices separados. O grau de acoplamento entre as tempestades e o interior planetário seria decisivo nesse processo.

Segundo o estudo, propriedades internas, como a rigidez da base dos vórtices, influenciam diretamente os padrões atmosféricos visíveis. Essa relação entre o interior e a superfície planetária nunca havia sido analisada de forma tão detalhada. Uma das hipóteses é que Saturno possua uma camada inferior mais rígida do que Júpiter.

Imagens das sondas Cassini e Juno já haviam mostrado que, apesar das semelhanças gerais, cada planeta apresenta uma configuração única de tempestades polares. Isso motivou os pesquisadores a criar um modelo bidimensional capaz de simular os vórtices superficiais, considerando que, em planetas de rotação rápida, o movimento dos fluidos tende a se alinhar ao eixo de rotação.

No novo modelo, tempestades gigantes nascem de movimentos menores, como a convecção, mas o tamanho final delas depende de limites físicos: profundidade atmosférica, intensidade do forçamento e dissipação por atrito. A ordem em que esses limites são alcançados define se os vórtices permanecem separados ou se se fundem em grandes estruturas.

Em Júpiter, a atmosfera profunda, o forte forçamento e a baixa dissipação de energia impedem a fusão dos vórtices, mantendo o arranjo múltiplo e simétrico. Em Saturno, uma estratificação mais profunda e maior dissipação por atrito favorecem a fusão dos vórtices, resultando em uma tempestade polar dominante em cada polo.

As conclusões do estudo sugerem que os padrões atmosféricos visíveis podem fornecer pistas sobre a estrutura interna dos planetas, incluindo densidade e composição das camadas inferiores. Isso pode indicar, por exemplo, que Saturno possui um interior mais rico em metais e materiais condensáveis, favorecendo sua estratificação e fornecendo novos dados sobre a formação e evolução dos gigantes gasosos.