A descoberta sugere que os oceanos subterrâneos são comuns no sistema solar externo, o que é uma boa notícia para aqueles que buscam vida extraterrestre.
Quando a Terra primitiva ainda era uma massa derretida com uma superfície nadando em magma líquido, Plutão e seu oceano subterrâneo estavam se formando. E, há bilhões de anos, a água plutoniana líquida permaneceu no distante sistema solar, fornecendo uma morada potencial para a vida. Pelo menos, essa é a conclusão de um novo estudo publicado em 22 de junho na revista Nature Geoscience.
O estudo reescreve as teorias dos cientistas sobre o início da história de Plutão e sugere que outros oceanos líquidos – antes considerados únicos na Terra – são comuns em planetas anões em todo o sistema solar externo.
“Os oceanos são onipresentes. A maioria deles está no sistema solar externo. E eles podem ser moradas da vida”, diz S. Alan Stern, astrônomo do Southwest Research Institute e chefe da missão New Horizons da NASA. “Esta é uma mudança fundamental na maneira como vemos o sistema solar.”
Laboratório de Física Aplicada da NASA / Universidade Johns Hopkins / Instituto de Pesquisa Southwest
Oceano enterrado de Plutão
Quando a sonda New Horizons sobrevoou Plutão em 2015, revelou uma geologia da superfície tão ativa e complexa que os cientistas suspeitam que possa ter havido um oceano enterrado quilômetros abaixo da espessa crosta de gelo de Plutão. Essas suspeitas se aproximaram das presunções nos últimos anos. E agora, a maioria dos cientistas planetários concorda que, ainda hoje, Plutão tem um oceano líquido global sob sua superfície.
Mas como um mundo menor que a lua da Terra abriga no oceano? E como conseguiu impedir que congelasse ao longo de bilhões de anos?
Com o novo estudo, os cientistas pensam que finalmente têm uma resposta para essas perguntas.
Até agora, os astrônomos supunham que Plutão se formasse a partir de material frio que brilhava muito lentamente. À medida que um disco empoeirado de detritos coalescesse em torno de nosso Sol, o planeta anão se agruparia gradualmente em pedaços de rocha e gelo. Uma vez grande o suficiente, o calor interno de Plutão derreteria um pouco do gelo, criando um oceano subterrâneo. Essa história funciona bem, dizem os astrônomos, já que o oceano subterrâneo de Plutão é explicado simplesmente pela deterioração dos elementos radioativos.
Mas a equipe por trás dessa pesquisa mais recente queria testar essa teoria de qualquer maneira. Eles queriam descobrir se Plutão começou quente, e se formaram através de uma série de impactos maciços, muito parecidos com o início da Terra.
“Entendemos essa imagem razoavelmente bem desde o início do sistema solar interno, passando por meteoritos e outras coisas”, diz o principal autor do estudo, Carver Bierson, estudante de graduação da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz. No entanto, ele acrescenta: “Na verdade, não temos muita imagem para o sistema solar externo”.
Colocando Plutão no freezer
Como se vê, existe uma maneira de saber se Plutão se formou quente ou frio simplesmente observando a superfície do planeta anão. Está relacionado ao fato direto de que a água se expande à medida que congela e comprime quando derrete.
“Se você pegar um copo de água e colocá-lo no freezer, esse copo quebrará da noite para o dia porque, quando a água congela, ela se expande”, diz Stern. “O mesmo se aplica a Plutão.”
Quando a água congela, as moléculas no interior vibram menos e formam uma estrutura cristalina que deixa o gelo menos denso. É por isso que os cubos de gelo flutuam no seu copo e essa água sólida também se expande.
Portanto, se Plutão começar quente e congelar lentamente, sua superfície deverá ter se expandido, deixando evidências de características geológicas formadas através da expansão. Mas se Plutão teve um começo frio, a superfície do planeta anão deve mostrar evidências de compressão voltando para a história distante do mundo.
Para investigar qual desses dois cenários se encaixa nas evidências, a equipe examinou mais de perto os dados da New Horizons, procurando sinais de expansão ou compactação. Eles ficaram surpresos com o que encontraram.
“Vemos terrenos em Plutão que parecem muito antigos, aproximadamente a idade do sistema solar, e não vemos evidências dessa compressão”, diz Bierson. Isso sugere um começo quente.
Um exemplo vem de crateras. Impactos em um mundo gelado geralmente formam círculos puros. Mas com o tempo, as crateras de Plutão foram todas esticadas, mesmo as que se situam nos terrenos mais antigos. No entanto, nenhum deles é compactado.
Existem outras linhas de evidência também.
Bierson passou a modelar a formação inicial de Plutão usando um cenário de partida quente. Ele descobriu que, se Plutão se formasse através de uma rápida sucessão de grandes impactos, o calor dessas explosões continuaria a aumentar. Isso manteria o oceano interno de Plutão em um estado líquido. Mas, para que isso aconteça, diz Bierson, o mundo deve ter se formado em cerca de 30.000 anos – se não menos.
Ainda assim, essa ideia realmente combina bem com outros modelos recentes da evolução inicial do Cinturão de Kuiper, uma região de objetos gelados e planetas anões além de Netuno. Estudos sugerem que objetos menores do Cinturão de Kuiper poderiam ter se formado em apenas algumas centenas ou milhares de anos.
“É bom que a geologia esteja nos dizendo isso”, diz ele. “As pessoas que tentam entender a dinâmica [do cinturão de Kuiper] também estão chegando a essa conclusão.” A conclusão de um começo quente para Plutão “é uma resposta estranha e surpreendente”, acrescenta ele.
NASA / SwRI / Alex Parker
O início chocante de Plutão também traz grandes implicações para os vizinhos do mundo pequeno, como Eris, Makemake e Haumea. Se Plutão se formou quente e rápido, outros planetas anões provavelmente o fizeram. Tomados em conjunto com o novo conhecimento das luas oceânicas geladas ao redor dos planetas gigantes gasosos, os astrônomos estão derrubando a antiga noção de Terra como o único mundo oceânico em nosso sistema solar. Em vez disso, pode ser que o sistema solar externo seja surpreendentemente rico em água líquida.
“Dezenas de mundos nos sistemas solares interno e externo podem ter oceanos”, diz Stern. “É uma das descobertas mais profundas da ciência planetária na Era Espacial”.
Esses mundos alienígenas podem não parecer um lugar provável para a vida emergir. Plutão fica a uma média de cerca de 6 bilhões de quilômetros do Sol (cerca de 40 vezes mais longe que a Terra), onde pouca luz atinge a superfície do planeta anão, deixando a temperatura cair para cerca de -400 graus Fahrenheit.
Mas abaixo da superfície gelada de Plutão, no oceano subterrâneo relativamente quente, a vida seria protegida da radiação e dos impactos de asteróides.
“O interessante dos oceanos por dentro é que, de certa forma, eles são paraísos muito mais seguros para a vida”, diz Stern. “Você está protegido de impactos como os que mataram os dinossauros. Se o Sol soltar chamas ou uma supernova disparar, você estará seguro disso. ”
NASA / Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins / Instituto de Pesquisa Southwest / Alex Parker
Como Plutão conseguiu seu coração
Essa descoberta mais recente adiciona um crescente corpo de evidências que sugere que Plutão há muito tempo abriga um oceano ativo. E outra peça desse quebra-cabeça só chegou no início deste ano.
O “coração” gelado de Plutão é o recurso mais reconhecível do mundo. A região é moldada pelo que parece uma bacia de impacto gigante do tamanho do Texas. O lobo esquerdo do coração consiste em uma planície de gelo de 1.000 milhas de largura (1.000 quilômetros) chamada Sputnik Planitia, que é a maior geleira do sistema solar. Quando a New Horizons colocou esse recurso em foco, os astrônomos pensaram que ele deveria ter se formado quando outro grande objeto colidiu com Plutão em seu passado.
No entanto, a localização exata da bacia é suspeita. Fica exatamente no lado oposto do mundo da grande lua de Plutão, Caronte. Como um impactador poderia ter atingido Plutão em qualquer lugar, Stern diz: “a ideia de que isso aconteceu oposto a Charon pode ser coincidência, mas me parece demais acreditar que aconteceu inteiramente por acaso”.
Em vez disso, ele acha que o alinhamento entre Charon e Sputnik Planitia pode ser devido a um processo complicado chamado desvio polar. Com base em modelos, os cientistas pensam que a geleira maciça poderia deslizar facilmente ao longo da superfície do planeta anão até ficar diretamente em frente a Charon. Mas esse modelo só faz sentido se Plutão tiver um oceano.
Ainda assim, Stern admite que as evidências que têm da existência do oceano de Plutão são indiretas. “Temos várias linhas de evidências circunstanciais, mas você geralmente não pode condenar em um tribunal por evidências circunstanciais”, diz ele.
E é por isso que Stern e uma equipe de pesquisadores estão pressionando por um orbitador de Plutão que não apenas retornasse ao planeta anão, mas realmente o orbitasse. New Horizons só deu uma olhada rápida em Plutão durante seu breve sobrevôo. E apesar de inovadora, a sonda capturou apenas imagens de alta qualidade de 40% do mundo distante. E outros 40% da superfície estavam escuros demais para que a New Horizons percebesse alguma coisa. Um orbitador de Plutão, por outro lado, pode ser construído com instrumentos de radar e laser que não precisam de luz visível para ver a superfície.
De acordo com Stern, “vamos precisar de um orbitador para defender o caso [do oceano de Plutão], assim como a Cassini precisou do caso de um oceano em Encélado e do Galileu para defender o caso de um oceano na Europa”.
Publicado em 04/07/2020 18h36
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