Europa é um dos melhores lugares no Sistema Solar para a busca por vida. Lá, uma espessa crosta de gelo esconde um oceano de água salgada, mantido líquido pelo poderoso efeito de maré de Júpiter.

O oceano deve estar em contato com um leito rochoso e abrigar fontes hidrotermais. Na Terra, esses habitats são candidatos fortes a berço da origem da vida. Mas como saber se o mesmo se deu em Europa?

Uma olhada na superfície da lua revela poucas crateras, indicando que o terreno é novo. Ou seja, há troca constante entre o que há na superfície e no interior. Além disso, há evidências de plumas de água ejetadas a partir de fissuras no gelo. Ou seja, é quase certo que o conteúdo do oceano se deposite na superfície – para então ser destruído.

Europa é bombardeada por altas doses de radiação guiada pelo campo magnético de Júpiter. Isso tem o potencial para desmanchar moléculas de origem biológica. Mas só na superfície.

O estudo constatou que o nível de radiação nas regiões equatoriais destrói moléculas orgânicas nos primeiros 10 cm de solo. Nas latitudes mais altas, a uma profundidade de 1 cm já há proteção razoável.

O trabalho é o prelúdio de duas missões que a Nasa deve mandar a Europa na próxima década. O orbitador Europa Clipper fará um mapeamento da superfície da lua, a fim de escolher o melhor local para a descida de um futuro módulo de pouso. E agora sabemos que ele não precisará cavar mais que 1 cm para encontrar sinais de vida, se eles existirem.

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A primeira vez que raios foram vistos no maior planeta do Sistema Solar foi por ocasião da visita da espaçonave Voyager 1, em 1979, quase 40 anos atrás. Ela encontrou duas evidências fortes dos relâmpagos.

A mais óbvia foram fotografias do lado escuro do planeta. Com uma exposição de mais de 3 minutos, elas registraram vários clarões na atmosfera que eram consistentes com raios.

Já a mais interessante foi a detecção de rápidos pulsos de rádio, na frequência dos quilohertz, emitidos quando a brutal corrente elétrica de um relâmpago flui pela atmosfera. Acontece cá, acontece lá. Mas esperava-se detectar esses pulsos também em frequências mais altas (megahertz ou gigahertz), o que não aconteceu. Ficou a impressão de que talvez os raios de Júpiter fossem diferentes dos nossos.

Agora, a Juno coloca tudo em seu devido lugar. Com equipamentos mais sensíveis, e voando mais perto do gigante gasoso que qualquer outra sonda já voou, ele detectou um número dez vezes maior de eventos, e nas frequências esperadas. Ou seja, os relâmpagos jovianos são bem parecidos com os terrestres, no fim das contas.

Os dados da Juno sugerem que Júpiter apresenta cerca de quatro raios por segundo, em média. Na Terra, o número é cinco.

O que varia entre os dois planetas é a localização desses raios. Enquanto na Terra os relâmpagos são bem mais comuns na faixa tropical, em Júpiter eles se concentram todos nas latitudes mais altas, próximas aos polos.

De acordo com os modelos, isso acontece porque Júpiter tem mais convecção — processo de circulação de massas de ar por conta de diferenças de temperatura — nos polos do que no equador.

Os resultados foram publicados em dois artigos correlatos nas revistas Nature e Nature Astronomy, que vieram acompanhados de uma boa notícia para a equipe a sonda: a Nasa estendeu sua missão inicial até julho de 2021.

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Na prática, se esse for mesmo o caso, isso significa que uma futura espaçonave que queira procurar evidências de habitabilidade e mesmo vida no oceano europano não precisaria nem pousar na lua, mas meramente analisar uma amostra da água que é ejetada para o espaço.

O novo achado, liderado por Xianzhe Jia, da Universidade de Michigan, foi publicado online no periódico científico Nature Astronomy nesta segunda-feira (14). O trabalho corrobora detecções anteriores feitas remotamente com o Telescópio Espacial Hubble. A Nasa promove às 14h uma coletiva para discutir os resultados.

Agora, a pergunta legítima que todo mundo pode fazer é: como diabos só foram descobrir agora algo que a defunta Galileo (destruída após mergulhar no interior de Júpiter em 2003) teria detectado 20 anos atrás?

Ocorre que os dados que indicam a presença da pluma não eram nada óbvios — nada como uma foto mostrando uma cortina de partículas ejetadas para o espaço, como a espaçonave Cassini conseguiu tirar ao sobrevoar Encélado, uma pequenina lua de Saturno. Em vez disso, o que a Galileo conseguiu foram dados de campo magnético e plasma durante um sobrevoo que a colocou a pouco mais de 200 km da superfície de Europa, em 16 de dezembro de 1997.

Na época, os dados foram classificados apenas como “esquisitos”. A chave para decifrá-los foi a pista dada posteriormente pelo Hubble. Por duas vezes, em 2012 e 2016, o venerável telescópio espacial detectou um sinal que poderia ser de plumas de água emanando de Europa. Era uma detecção duvidosa, dados a distância enorme até Júpiter e a pequenez de Europa, um pouco menor que a nossa Lua. Mas o resultado permitiu um cálculo interessante. Se as duas observações fossem mesmo de plumas, as partículas ejetadas deveriam atingir uma altitude de até uns 400 km da superfície de Europa.

Coube a Xianzhe Jia e seus colegas formular então a pergunta crucial: o que aconteceria ao campo magnético e ao plasma nas imediações de Europa se houvesse uma pluma de até uns 400 km bem no lugar por onde a Galileo passou em 1997?

A modelagem teórica então produziu um gráfico muito parecido com as medições feitas pela sonda na época, tirando delas o rótulo de “esquisitas” para colocar o mais interessante “parece uma pluma”.

Como se não bastasse, eles refizeram o trajeto da Galileo em seu sobrevoo e descobriram que ela passou bem perto de uma região na superfície da lua que é estranhamente mais quente e de onde parece ter emanado uma das plumas do Hubble — uma evidência adicional de que, de algum modo, o calor interno da lua, responsável por manter o oceano em estado líquido em seu interior, “vaza” por ali.

“Esses resultados fornecem fortes evidências independentes da presença de plumas em Europa”, escrevem os cientistas no resumo de seu artigo na Nature Astronomy.

GOL DA NASA
Para a agência espacial americana, o resultado é extremamente importante. Eles estão neste momento preparando uma nova espaçonave para estudar Europa de forma dedicada, caracterizar seu oceano e identificar se a lua é habitável — quiçá habitada. O orbitador Europa Clipper deve ser lançado até meados da próxima década e mapear detalhadamente o satélite natural joviano, a fim de que se escolha um local adequado para uma tentativa de pouso, com um módulo a ser lançado posteriormente.

De início, imaginava-se que um estudo mais sofisticado do oceano europano exigiria de fato um pouso e, se bobeasse, até mesmo uma perfuração de vários quilômetros para que se pudesse navegar pela água com um submarino robótico. Uma missão assim custaria basicamente um gazilhão de dólares, dinheiro que a agência espacial americana não tem.

O fato de que Europa tem plumas torna o estudo direto de seu oceano muito mais simples.

Com efeito, a espaçonave Cassini fez uma investigação bastante detalhada do oceano de Encélado ao atravessar suas vigorosas plumas e conseguiu confirmar que o oceano interno de água salgada dessa pequena bolota de gelo com meros 500 km de diâmetro tem todos os ingredientes para a existência de vida.

A espaçonave só não pôde procurar por moléculas biológicas complexas porque seu espectrômetro havia sido projetado para determinar apenas compostos mais simples. (Não custa lembrar que a Cassini foi lançada em 1997, com tecnologia de décadas atrás. Sua missão a Saturno foi concluída no ano passado, num mergulho ao interior do planeta, deixando forte gostinho de “quero mais”.)

O Europa Clipper terá tecnologia quase três décadas mais avançada, capaz de detecções ainda mais sofisticadas. Então, se Europa tem mesmo essas plumas, não é inconcebível que a nova sonda da Nasa possa descobrir coisas incríveis sobre a lua joviana sem sequer descer nela, já na próxima década.

AND NOW FOR SOMETHING COMPLETELY DIFFERENT
Façamos um brinde à ciência e a Stephen Hawking
Para quem gosta de conversa de bar da melhor qualidade, começa nesta segunda-feira (14) mais uma edição do Festival Pint of Science, um grande evento que acontece no Brasil inteiro promovendo uma das misturas mais interessantes que existem: cerveja e ciência.

Estarei no Café Journal, em São Paulo, a partir das 19h30, para fazer uma breve apresentação sobre o físico Stephen Hawking, em meio a outros dois craques do jornalismo de ciência. André Jorge de Oliveira, da revista Galileu, falará do futuro da exploração espacial, e Juliana Duarte, do ICB-USP, abordará o trabalho de divulgação científica dentro da universidade. Também teremos um debate. O Café Journal fica na Alameda dos Anapurus, 1121, em Moema, e, para quem quiser ir, aparentemente é necessário fazer reserva de mesas. Liga lá e apareça: (11) 5055-9454.

Mais informações sobre o Festival Pint of Science aqui.

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LOGO ALI
Uma descoberta muito interessante vem de Epsilon Indi, uma das estrelas vizinhas mais próximas do Sistema Solar, a pouco menos de 12 anos-luz daqui. Um novo estudo confirma que ela tem um planeta gigante gasoso numa órbita afastada da estrela. Seria o exoplaneta do tipo Júpiter mais próximo já detectado.

TRÊS EM UM
Epsilon Indi, na verdade, é um sistema trinário, ou seja, composto por três astros principais. Epsilon Indi A é uma estrela do tipo K, com 76% da massa do Sol. Ao redor dela, numa órbita bem distante (cerca de 1.500 unidades astronômicas), há duas anãs marrons, Epsilon Indi Ba e Epsilon Indi Bb.

QUASE LÁ
Anãs marrons são basicamente estrelas “abortadas” — astros que, em sua formação, não conseguiram reunir gás suficiente para “acender”. Estão a meio caminho entre planetas gigantes gasosos e estrelas puro-sangue.

NO BAMBOLEIO

O sistema ficou ainda mais interessante, contudo, com a análise de uma longa série de dados sobre o movimento de Epsilon Indi A, as chamadas medidas de velocidade radial. Elas indicam o bamboleio que a estrela executa conforme é suavemente puxada para lá e para cá pela gravidade de planetas ao redor.

SUPERJÚPITER
A observação confirmou que Epsilon Indi A também deve ter ao seu redor um planeta gigante com 2,5 a 5 vezes a massa de Júpiter e uma órbita quase perfeitamente circular a 13 unidades astronômicas do astro principal.

ESPAÇO PARA TERRAS
O achado “fornece um caso de referência para nosso entendimento da formação de gigantes gasosos e anãs marrons”, dizem Fabo Feng e seus colegas da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido, em artigo submetido ao periódico “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. Eles destacam também a possibilidade de que o sistema abrigue planetas menores, do tipo Terra, na zona habitável da estrela.

A coluna “Astronomia” é publicada às segundas-feiras, na Folha Ilustrada.

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FAMÍLIA NUCLEAR
Um novo estudo feito por pesquisadores brasileiros mostra que pode haver vida em Europa, uma das luas-oceano de Júpiter, alimentada pela energia do decaimento de elementos radioativos que devem existir em seu interior rochoso, como urânio e tório. Vida movida a energia nuclear.

NA TERRA COMO NO CÉU
“Quando falamos em energia nuclear, estamos falando de organismos que vivem à base de quimiossíntese, da redução de sulfato. Esse metabolismo existe na Terra, como numa mina profunda na África do Sul, e em lugares mais mundanos, como os manguezais”, explica Douglas Galante, pesquisador do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, em Campinas (SP), e um dos autores do trabalho.

VARIEDADE
A pesquisa consistiu em avaliar a quantidade de energia que deve haver no leito rochoso de Europa proveniente de elementos radioativos, baseado nas melhores informações de que dispomos a respeito da composição da lua. O trabalho mostrou que deve existir uma grande variedade de fontes possíveis de energia em Europa que sejam biologicamente aproveitáveis.

ESQUEÇA O SOL
O Sol está distante demais de Júpiter e suas luas para ser de grande valia como fonte de energia. Mas especula-se que o oceano de Europa, escondido sob sua crosta de gelo, esteja em contato com um leito rochoso, que por sua vez deve ter fontes hidrotermais também capazes de alimentar ecossistemas limitados.

SÓ INDO ATÉ LÁ
Contudo, há uma distância enorme entre “pode haver vida” e “há vida”. Para cruzar esse abismo, a Nasa planeja para a próxima década uma nova sonda, o Europa Clipper, que vai à órbita de Júpiter para caracterizar o conteúdo do oceano de Europa. Ela também buscará o melhor local para um futuro módulo de pouso que possa fazer experimentos na superfície e investigar se há sinais químicos de vida no satélite natural.

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Uma possibilidade originalmente aventada seria mandar a Voyager 1 para Júpiter, Saturno e, de lá, para Plutão, enquanto a Voyager 2 visitaria Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, como de fato aconteceu. Mas os cientistas estavam especialmente intrigados com Titã, a única lua do Sistema Solar a abrigar uma atmosfera densa recheada de moléculas orgânicas. Só que a trajetória ótima para o estudo de Titã impediria a sonda de ganhar o impulso gravitacional certo de Saturno para pegar o caminho de Plutão. E aí, entre um alvo e outro, os pesquisadores da Nasa preferiram ficar com Titã.

“Bem, Titã estava obviamente apenas quatro anos depois do lançamento, e Plutão teria sido doze anos”, diz Stone. “Então, alguém estaria trocando algo que achávamos bem provável que acontecesse por algo que era menos provável, que a espaçonave pudesse durar por tanto tempo.”

A exploração da lua saturnina produziu alguns resultados muito interessantes, como a descoberta de que a atmosfera dela era majoritariamente feita de nitrogênio, como a da Terra, e que muitas reações químicas prebióticas deviam se desenrolar por lá. Também foram obtidas evidências de que Titã tinha nuvens de metano e provavelmente chuvas de metano.

Mas, no fim das contas, passar perto da lua não foi tão vantajoso para a Voyager 1, considerando que Titã era encoberto por uma densa névoa que impedia qualquer observação da superfície em luz visível. E o reconhecimento de Plutão teve de esperar a sonda New Horizons, que finalmente completou a meta deixada em aberto pelas Voyagers em 2015.

Aproveitando a deixa sobre “dúvidas” e “caminhos percorridos”, confira essa pequena — mas eloquente e genial — tira de quadrinhos produzida por Renato Cambraia, engenheiro e quadrinista, em homenagem aos 40 anos da missão Voyager.

E confira a seguir o papo de cerca de meia hora que o Mensageiro Sideral travou com Ed Stone, falando dos pontos altos da Voyager, os resultados da missão interestelar até aqui, o que se espera descobrir ao longo da próxima década, o famoso Golden Record destinado a uma potencial civilização extraterrestre e como foi trabalhar com Carl Sagan. A conversa é acompanhada por muitas imagens e vídeos históricos da Voyager.

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São três imagens ao todo, mostrando a grande marca registrada do Sistema Solar de variadas altitudes: 13.917,4, 9.866,1 e 6.276,3 km. A segunda dessas reflete o momento em que a Juno passou exatamente sobre a Grande Mancha Vermelha. Na aproximação máxima do planeta, a sonda passou a meros 3.500 km do topo das nuvens jovianas.

Veja a sequência completa, com direito a zoom.

As imagens foram compostas a partir de três fotos diferentes, cada uma captando filtros de uma faixa de cor — verde, vermelho e azul. Combinadas, elas dão uma visão aproximada de como veríamos Júpiter com nossos próprios olhos, se estivéssemos a bordo da Juno.

Claro, esse é só um aperitivo — uma primeira divulgação, claramente para atender à ansiedade do público. Essas imagens devem passar por processamento adicional (e o público participa disso, com acesso às imagens brutas) para que se possa extrair mais detalhes.

A propósito, veja uma primeira imagem processada (por Gerald Eichstädt) para mostrar, com exagero de cores, as nuances da mancha. É de babar.

Além disso, temos de lembrar que a JunoCam — a câmera de luz visível — é só uma “cereja do bolo” na missão. O que conta mais são os resultados obtidos com os outros sete instrumentos embarcados, que sondam campos magnéticos, micro-ondas, infravermelho e ultravioleta. Com eles poderemos saber o que se esconde “por baixo” da Grande Mancha Vermelha e, assim, ter um melhor entendimento da dinâmica dessa tempestade gigante joviana que está rolando há pelo menos 350 anos.

Há muitas questões em aberto sobre ela, como o porquê da cor avermelhada das nuvens e se o encolhimento visto em tempos recentes é sinal de que ela está para sumir. Portanto, não saia daí.

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CARTÃO POSTAL
É difícil pensar em algo que seja, ao mesmo tempo, tão hipnoticamente encantador e apavorante quanto a Grande Mancha Vermelha de Júpiter, um “cartão postal” clássico do Sistema Solar. Embora os registros mais seguros dela comecem em 1830, há quem diga que ela já é vista ao telescópio desde 1665. Uma tempestade que perdura por quase 400 anos — e quem sabe quanto mais?

É HOJE!
Pois bem. Para os fãs da Grande Mancha Vermelha, hoje é um dia especial. É quando a sonda Juno faz seu primeiro sobrevoo dela. Jamais uma espaçonave passou tão perto antes, e a Nasa promete que todos os oito instrumentos estarão ligados, colhendo uma montanha de dados — e imagens — da principal marca registrada do rei dos planetas solares.

SETE ÓRBITAS E UM ANO
Há um ano, a Juno chegou a Júpiter, com a meta de decifrar sua estrutura interna e matar a charada de sua formação. Posicionada numa órbita alongada, ela realiza um sobrevoo próximo do planeta a cada 53 dias. Às 22h55 de hoje, estará a meros 3.500 km do topo das nuvens jovianas. E, apenas 11 minutos depois, já um pouco mais longe, passará sobre a Grande Mancha Vermelha.

VAI FUNDO
A JunoCam, câmera de luz visível, estará apontada para lá, assim como sensores de rádio, infravermelho e ultravioleta. Com isso, a Nasa espera registrar não só detalhes da estrutura superior das nuvens como também ter pistas do que existe abaixo delas, a centenas de quilômetros de profundidade — uma busca pela raiz do persistente fenômeno.

PARA GUARDAR
Embora a Grande Mancha Vermelha já esteja na mira dos nossos telescópios há séculos, ainda não compreendemos mesmo aspectos básicos, como o porquê de sua cor vermelha e quais são os turbulentos processos que a sustentam. E, para tornar tudo mais emocionante, sabemos que ela tem encolhido, e rápido, ao longo das últimas décadas. Será que ela vai voltar a crescer? Vai sumir de vez? Não sabemos. Mas, depois de hoje, pelo menos poderemos dizer que não perdemos a oportunidade de olhá-la bem de perto.

A Nasa diz que as imagens do sobrevoo devem ser divulgadas na sexta-feira (14).

A coluna “Astronomia” é publicada às segundas-feiras, na Folha Ilustrada.

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Essas são algumas das descobertas feitas pela sonda Juno, que desde 5 de julho do ano passado orbita o maior planeta do Sistema Solar. Nesta quinta-feira (25), os cientistas envolvidos com a missão apresentaram, em entrevista coletiva, os primeiros resultados científicos consolidados, publicados em dois artigos na edição desta semana da revista científica “Science” (aqui e aqui).

VEJA A COLETIVA, COM TRADUÇÃO SIMULTÂNEA

Os resultados remetem a apenas duas passagens próximas por Júpiter, realizadas pela espaçonave da Nasa a cada 53 dias, numa órbita bastante alongada que a traz a cerca de 4.000 km do topo das nuvens jovianas em seu ponto mais próximo.

Sondagens da atmosfera realizadas em micro-ondas mostraram que os padrões atmosféricos dominados por nuvens de amônia se mantêm nas profundezas da atmosfera, onde a pressão atinge mais de cem vezes a que se encontra na Terra ao nível do mar. Outro aspecto interessante é que as observações sugerem a existência, de Júpiter, de algo similar às células de Hadley — padrões de circulação atmosférica comuns na Terra, em que o ar circula na direção dos polos na alta atmosfera e retorna na direção do equador nas porções inferiores. Mas, claro, como em Júpiter, trata-se de uma versão gigante das células de Hadley terrestres.

CADA GIGANTE É UM GIGANTE
Por falar nas regiões polares, elas foram a grande surpresa de Júpiter. Nenhuma espaçonave havia feito observações tão detalhadas delas. “Apenas a Pioneer 11 obteve imagens não oblíquas sobre o polo norte de Júpiter, mas 10 vezes mais distante que a Juno”, escrevem os autores liderados por Scott Bolton, cientista-chefe da missão.

“As imagens dos polos de Júpiter mostram uma cena caótica, diferente dos polos de Saturno”, detalham os pesquisadores. “Eles parecem ser diferentes dos de Saturno de dois modos específicos. Primeiro, não há equivalente do hexágono polar norte de Saturno, embora ondas circumpolares tenham sido observadas. Segundo é a falta de um vórtice que seja rápido (150 m/s), compacto (2 graus ou 2.500 km em raio), e centrado no polo, como aqueles nos polos norte e sul de Saturno. Embora a área a 3 graus de latitude em torno do polo norte [de Júpiter] não esteja iluminada, o polo sul é visível e os traços visíveis lá são similares a outros na região. Logo, as dinâmicas e estruturas polares das atmosferas desses dois planetas são fundamentalmente diferentes. Observações futuras estabelecerão melhor a morfologia completa dos polos em todas as longitudes e caracterizarão sua evolução com o tempo.”

Outra coisa que irá exigir mais tempo de observação é uma das perguntas fundamentais a motivar a missão Juno: qual é a estrutura interna de Júpiter? Ele tem um núcleo feito de elementos pesados?

O trabalho nessas questões já começou. O magnetômetro da Juno demonstrou, por exemplo, que o campo magnético joviano é maior do que se esperava. Na aproximação máxima da sonda, ela registrou um campo de 7,766 gauss — mais de dez vezes o máximo medido na superfície da Terra, no polo sul (0,66 gauss).

O campo magnético continuará a ser medido ao longo da missão, a fim de que se investigue sua dinâmica. E, claro, ele dá pistas da estrutura interna de Júpiter e de onde e como, em seu interior, opera o dínamo que gera a magnetosfera.

Da mesma maneira, estudos com precisão inédita da gravidade de Júpiter estão sendo feitos com a Juno. Com a medida de apenas poucas passagens próximas, ainda não dá para cravar, e nenhum dos modelos de estrutura internos formulados até hoje se encaixa com as observações. Mas um estudo usando os dados até agora colhidos, e publicado em artigo no periódico “Geophysical Research Letters”, sugere que o núcleo com elementos pesados pode estar disperso numa região com cerca de metade do diâmetro do planeta — o que é completamente inesperado.

“Tínhamos dois modelos principais, um que Júpiter tivesse um núcleo rochoso compacto, com uma ou duas massas terrestres, e outro que Júpiter não tivesse núcleo algum”, disse Scott Bolton. “Nossos dados são incompatíveis com essas duas visões. O que parece é que o que existe é um núcleo difuso, que talvez vá do centro até a metade de Júpiter.”

No conjunto, os resultados, que também incluem observações em ultravioleta das auroras jovianas, estão mudando nossa forma de entender o maior dos planetas da família solar. Estamos, com isso, mais próximos de elucidar sua formação e, por consequência, a maneira como ele moldou o resto do sistema planetário em razão de sua enorme influência gravitacional.

Com apenas seis órbitas concluídas, a aventura da Juno está só começando.

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Participam da coletiva:

– Diane Brown, executiva de programa no QG da Nasa, em Washington.
– Scott Bolton, cientista-chefe da Juno, do Instituto de Pesquisa do Sudoeste, em San Antonio.
– Jack Connerney, vice-cientista-chefe, do Centro Goddard de Voo Espacial da Nasa, em Greenbelt.
– Heidi Becker, chefe de investigação do monitoramento de radiação da Juno, no Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, em Pasadena.
– Candy Hansen, co-pesquisadora da Juno, no Instituto de Ciência Planetária em Tucson.

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