Os dois maiores planetas do Sistema Solar, Júpiter e Saturno, compartilham muitas características físicas e atmosféricas, mas exibem diferenças marcantes nos padrões de tempestades que dominam seus polos. Enquanto Saturno apresenta uma única e enorme tempestade em cada polo, Júpiter exibe uma grande tempestade central cercada por várias menores, formando um arranjo geométrico intrigante.
Intrigados por essa discrepância, dois cientistas planetários propuseram que a chave está na forma como as tempestades se conectam às camadas profundas da atmosfera. Segundo eles, tudo depende de a atmosfera permitir o crescimento livre dos vórtices, como ocorre em Saturno, ou impor limites ao seu tamanho, como em Júpiter. A intensidade do acoplamento entre as tempestades e o interior do planeta seria o fator determinante.
A sonda Juno da NASA capta três ondas de ciclones polares de Júpiter
A equipe sugere que propriedades internas — como a dureza da base do vórtice — influenciam diretamente o padrão de fluidos observado na superfície. Essa relação entre interior e atmosfera nunca havia sido explorada de forma tão direta, e uma das hipóteses levantadas é que Saturno possua uma camada inferior mais rígida que a de Júpiter.
As observações das sondas Cassini e Juno já haviam revelado que, apesar das semelhanças gerais, cada planeta possui uma configuração única de tempestades polares. Isso motivou os pesquisadores a criar um modelo bidimensional capaz de reproduzir os vórtices superficiais, aproveitando o fato de que, em sistemas de rotação rápida, o movimento dos fluidos tende a ser uniforme ao longo do eixo de rotação.
No modelo, tempestades gigantes surgem de movimentos menores, como a convecção, mas seu tamanho final depende de limites físicos: profundidade atmosférica, intensidade do forçamento e dissipação por atrito. A ordem em que esses limites são atingidos determina se os vórtices permanecem separados ou se fundem em estruturas maiores.
No caso de Júpiter, sua atmosfera profunda, forte forçamento e baixa dissipação de energia impedem que os vórtices se unam, preservando o padrão múltiplo e organizado de tempestades. Já em Saturno, uma estratificação mais profunda e maior dissipação por atrito favorecem a fusão dos vórtices, resultando em uma única tempestade colossal em cada polo.
As conclusões sugerem que os padrões visíveis na superfície podem revelar pistas sobre o interior dos planetas, incluindo a densidade e composição das camadas inferiores. Isso pode indicar, por exemplo, que Saturno possui um interior mais rico em metais e materiais condensáveis, o que explicaria sua estratificação mais forte e ajudaria a aprofundar o entendimento sobre a formação e evolução dos gigantes gasosos.