A reanálise dos dados da espaçonave Voyager da NASA, juntamente com a nova modelagem de computador, levou os cientistas da NASA a concluir que quatro das maiores luas de Urano provavelmente contêm uma camada oceânica entre seus núcleos e crostas geladas. Seu estudo é o primeiro a detalhar a evolução da composição interior e estrutura de todas as cinco grandes luas: Ariel, Umbriel, Titânia, Oberon e Miranda. O trabalho sugere que quatro das luas possuem oceanos que podem ter dezenas de quilômetros de profundidade.
Ao todo, pelo menos 27 luas circundam Urano, com as quatro maiores variando de Ariel, com 1.160 quilômetros de diâmetro, a Titânia, com 1.580 quilômetros de diâmetro. Os cientistas há muito pensavam que Titânia, devido ao seu tamanho, teria maior probabilidade de reter o calor interno, causado pelo decaimento radioativo. As outras luas já haviam sido amplamente consideradas pequenas demais para reter o calor necessário para evitar que um oceano interno congelasse, especialmente porque o aquecimento criado pela atração gravitacional de Urano é apenas uma fonte menor de calor.
A Pesquisa Decadal de Ciência Planetária e Astrobiologia de 2023 das Academias Nacionais priorizou a exploração de Urano. Em preparação para tal missão, os cientistas planetários estão se concentrando no gigante de gelo para reforçar seus conhecimentos sobre o misterioso sistema de Urano. Publicado no Journal of Geophysical Research: Planets, o novo trabalho pode informar como uma missão futura pode investigar as luas, mas o artigo também tem implicações que vão além de Urano, disse a principal autora Julie Castillo-Rogez, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia.
“Quando se trata de corpos pequenos – planetas anões e luas – os cientistas planetários já encontraram evidências de oceanos em vários lugares improváveis, incluindo os planetas anões Ceres e Plutão e a lua de Saturno, Mimas”, disse ela. “Portanto, existem mecanismos em jogo que não entendemos completamente. Este artigo investiga o que eles poderiam ser e como eles são relevantes para os muitos corpos do sistema solar que podem ser ricos em água, mas têm calor interno limitado.”
O estudo revisitou as descobertas dos sobrevôos da Voyager 2 da NASA em Urano na década de 1980 e de observações terrestres. Os autores construíram modelos de computador infundidos com descobertas adicionais do Galileo, Cassini, Dawn e New Horizons da NASA (cada um dos quais descobriu mundos oceânicos), incluindo informações sobre a química e a geologia da lua de Saturno Encélado, Plutão e sua lua Caronte e Ceres – todos os corpos gelados do mesmo tamanho que as luas uranianas.
O que está acima e abaixo
Os pesquisadores usaram essa modelagem para avaliar o quão porosas são as superfícies das luas uranianas, descobrindo que elas provavelmente são isoladas o suficiente para reter o calor interno necessário para abrigar um oceano. Além disso, eles descobriram o que poderia ser uma fonte potencial de calor nos mantos rochosos das luas, que liberam líquido quente e ajudariam um oceano a manter um ambiente quente – um cenário que é especialmente provável para Titânia e Oberon, onde os oceanos podem até mesmo ser quente o suficiente para potencialmente suportar a habitabilidade.
Ao investigar a composição dos oceanos, os cientistas podem aprender sobre os materiais que também podem ser encontrados nas superfícies geladas das luas, dependendo se as substâncias abaixo foram empurradas de baixo para cima pela atividade geológica. Há evidências de telescópios de que pelo menos uma das luas, Ariel, tem material que fluiu para sua superfície, talvez de vulcões gelados, há relativamente pouco tempo.
Na verdade, Miranda, a quinta maior e mais interna lua, também abriga características de superfície que parecem ser de origem recente, sugerindo que pode ter mantido calor suficiente para manter um oceano em algum momento. A modelagem térmica recente descobriu que é improvável que Miranda tenha mantido água por muito tempo: ela perde calor muito rapidamente e provavelmente está congelada agora.
Mas o calor interno não seria o único fator que contribui para o oceano subterrâneo de uma lua. Uma descoberta importante no estudo sugere que os cloretos, assim como a amônia, provavelmente são abundantes nos oceanos das maiores luas do gigante gelado. Há muito se sabe que a amônia atua como anticongelante. Além disso, a modelagem sugere que os sais provavelmente presentes na água seriam outra fonte de anticongelante, mantendo os oceanos internos dos corpos.
Claro, ainda há muitas perguntas sobre as grandes luas de Urano, disse Castillo-Rogez, acrescentando que há muito mais trabalho a ser feito: “Precisamos desenvolver novos modelos para diferentes suposições sobre a origem das luas em a fim de orientar o planejamento para futuras observações.”
Cavar o que está abaixo e na superfície dessas luas ajudará cientistas e engenheiros a escolher os melhores instrumentos científicos para pesquisá-los. Por exemplo, determinar que amônia e cloretos podem estar presentes significa que os espectrômetros, que detectam compostos por sua luz refletida, precisariam usar uma faixa de comprimento de onda que abrangesse ambos os tipos de compostos.
Da mesma forma, eles podem usar esse conhecimento para projetar instrumentos que possam sondar o interior profundo em busca de líquido. Procurar por correntes elétricas que contribuem para o campo magnético de uma lua é geralmente a melhor maneira de encontrar um oceano profundo, como os cientistas da missão Galileo fizeram na lua de Júpiter, Europa. No entanto, a água fria nos oceanos interiores de luas como Ariel e Umbriel pode tornar os oceanos menos capazes de transportar essas correntes elétricas e apresentar um novo tipo de desafio para os cientistas que trabalham para descobrir o que está por baixo.
Publicado em 10/05/2023 09h31
Artigo original:
Estudo original: