Pesquisadores da Universidade de Kobe e do Instituto Nacional de Tecnologia de Oshima College conduziram uma reanálise detalhada dos dados de imagem da Voyager 1, 2 e da espaçonave Galileo, a fim de investigar a orientação e distribuição dos antigos vales tectônicos encontrados na lua de Júpiter, Ganimedes. Eles descobriram que essas depressões são distribuídas concentricamente por quase toda a superfície do satélite. Esta distribuição global indica que essas depressões podem ser na verdade parte de uma cratera gigante que cobre Ganimedes.
Com base nos resultados de uma simulação de computador realizada usando o “PC Cluster” no Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), especula-se que esta cratera gigante poderia ter resultado do impacto de um asteróide com um raio de 150km. Nesse caso, a estrutura é a maior estrutura de impacto identificada no sistema solar até agora.
A missão JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer) da Agência Espacial Europeia, que será lançada em 2022 e chegará ao sistema de Júpiter em 2029, visa aumentar nosso conhecimento sobre os satélites de Júpiter, incluindo Ganimedes. Esperamos que esta exploração confirme os resultados deste estudo e avance ainda mais a nossa compreensão da formação e evolução dos satélites de Júpiter.
A equipe de pesquisa consistia no Professor Assistente Hirata Naoyuki da Escola de Ciências da Universidade de Kobe e Professor Ohtsuki Keiji (ambos do Departamento de Planetologia), e Professor Associado Suetsugu Ryo do Instituto Nacional de Tecnologia, Oshima College. O artigo para este estudo foi publicado online na Icarus em 15 de julho.
Fundo de pesquisa
Tanto a Voyager 1 quanto a Voyager 2 se aproximaram de Ganimedes em 1979 e 1980, respectivamente, tirando imagens detalhadas da superfície. Além disso, a espaçonave Galileo orbitou Júpiter de 1995 a 2003, obtendo uma grande quantidade de dados de imagens de Ganimedes. Ganimedes é o maior satélite do sistema solar e é maior que Plutão e Mercúrio. A formação e evolução das luas de Júpiter, incluindo Ganimedes, estão fortemente conectadas à formação e evolução do sistema de Júpiter e, por extensão, do sistema solar. Consequentemente, existem várias missões espaciais em andamento e planejadas para explorar o sistema de satélite, incluindo a missão JUNO da NASA que está em andamento, o Europa Clipper programado para realizar uma investigação detalhada da lua Europa de Júpiter por volta de 2030, e a missão JUICE mencionada anteriormente.
O estudo foi realizado com o objetivo de esclarecer um aspecto da formação e evolução dos satélites de Júpiter e de contribuir para essas missões de espaçonaves. O grupo reanalisou dados de imagem de Ganimedes. Em particular, os pesquisadores se concentraram em sulcos, depressões tectônicas que se acredita serem as mais antigas características da superfície do satélite. Portanto, o grupo de pesquisa formulou a hipótese de que eles poderiam reconstruir a história inicial de Ganimedes, analisando essas formações geológicas.
Resultados da pesquisa
A superfície de Ganimedes é categorizada em áreas de Terreno Escuro e Terreno Claro. O terreno escuro é extremamente antigo e tem muitas crateras restantes, bem como formações de depressões. Bright Terrain é comparativamente recente, com quase nenhuma cratera. Esses dois tipos de terreno não são arranjados de forma coerente e são distribuídos aleatoriamente por toda a área de Ganimedes. Acredita-se que os sulcos sejam as características geológicas mais antigas de Ganimedes, porque eles só são encontrados em Terreno Escuro e muitas crateras de impacto foram formadas no topo deles posteriormente.
Este estudo reanalisou a distribuição dessas formações de calha em toda a superfície de Ganimedes, revelando pela primeira vez que quase todos esses sulcos estão concentricamente alinhados em torno de um único ponto. O estudo mostrou que esses sulcos formam anéis concêntricos gigantes em todo o satélite. A partir disso, pode-se presumir que havia uma cratera de impacto gigante com múltiplas linhas que cobria toda a superfície de Ganimedes antes da formação das áreas de Terreno Brilhante. Uma estrutura semelhante em anel, conhecida como Cratera Valhalla, permanece na superfície de Calisto, outro satélite de Júpiter. Até agora, a Cratera Valhalla tem sido a maior cratera multireada identificada no sistema solar, com um raio de aproximadamente 1900 km. No entanto, a cratera de múltiplas linhas em Ganimedes tem uma extensão radial de 7.800 km medida ao longo da superfície do satélite.
A equipe de pesquisa realizou uma simulação para estimar a escala do impacto que formou esta cratera gigante. Isso foi realizado usando o ‘PC Cluster’ no Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ). Os resultados indicaram que um asteróide com um raio de 150km impactando Ganimedes a uma velocidade de 20km / s seria suficiente para formar as estruturas observadas na superfície do satélite. Acredita-se que tal impacto ocorreu há cerca de 40 bilhões de anos.
Desenvolvimentos Futuros
A descoberta de que as consequências de um impacto em grande escala permanecem na superfície de Ganimedes é muito significativa em termos do processo de formação e evolução do satélite. Por exemplo, o satélite de Júpiter, Calisto, tem aproximadamente o mesmo tamanho de Ganimedes, porém acredita-se que não tenha uma estrutura interna composta por camadas diferenciadas. Por outro lado, acredita-se que Ganimedes seja composto por uma estrutura de camadas diferenciada, composta por rocha, ferro e gelo. Uma enorme quantidade de calor é necessária para formar essas camadas diferenciadas. É possível que o referido impacto em larga escala tenha sido a fonte desse calor.
A descoberta deste estudo também terá um significado substancial para os programas de exploração de Ganimedes programados para as próximas décadas. Os dados de imagem das missões Voyager e Galileo fornecem apenas vistas parciais da superfície do satélite. Espera-se que futuras explorações sejam capazes de confirmar ou testar os resultados deste estudo conduzindo investigações detalhadas nas formações multirecionais e se existem ou não quaisquer outros vestígios de impactos de grande escala. Esperançosamente, isso resultará em uma compreensão mais profunda das origens e da evolução de Ganimedes, bem como das outras luas de Júpiter.
Publicado em 08/08/2020 13h03
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