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Jatos de Encélado: surpresas na luz de uma estrela


A atração gravitacional de Saturno muda a quantidade de partículas expelidas a partir do polo sul da lua Encélado em diferentes pontos da sua órbita. Mais partículas tornam a pluma mais brilhante na imagem infravermelha à esquerda.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Universidade do Arizona/Cornell/SSI

Durante uma recente sessão de observação, a sonda Cassini da NASA viu uma estrela brilhante a passar por trás da pluma de gás e poeira expelida da lua gelada de Saturno, Encélado. Ao início, os dados dessa observação puseram os cientistas a coçar as suas cabeças. O que viram não encaixava nas suas previsões.

A observação levou a uma nova pista surpreendente sobre a incrível atividade geológica de Encélado: parece que pelo menos alguns dos jatos estreitos libertados a partir da superfície da lua são expelidos com mais fúria quando esta está mais longe de Saturno.

Exatamente como ou porque é que isto acontece está ainda longe de se saber com certeza, mas a observação dá aos teóricos novas possibilidades para refletir sobre as voltas e reviravoltas da "canalização" que existe por baixo da superfície gelada da lua. Os cientistas estão ansiosos por descobrir tais pistas porque, por baixo da concha gelada de gelo, Encélado é um mundo oceânico que poderá albergar ingredientes propícios à vida.

Durante os seus primeiros anos depois de chegar a Saturno em 2004, a Cassini descobriu que Encélado "vomita" continuamente uma grande pluma de gás e grãos de gelo a partir da região em torno do seu polo sul. Esta pluma estende-se por várias centenas de quilômetros para o espaço e tem várias vezes a largura da própria lua. Dezenas de jatos estreitos irrompem da superfície ao longo de grandes fraturas conhecidas como "listras de tigre" e contribuem para a pluma. A atividade é originária do oceano de água líquida e salgada por baixo da superfície, que está a sair para o espaço.

A Cassini mostrou que mais de 90% do material na pluma é vapor de água. Este gás empurra grãos de poeira para o espaço, onde a luz solar os espalha, tornando-os visíveis às câmeras da sonda. A Cassini até recolheu algumas destas partículas expelidas de Encélado e analisou a sua composição.


A pluma de Encélado por cima do polo sul da lua gelada, que alcança várias centenas de quilômetros no espaço. Os cientistas queriam saber se os grandes aumentos observados no "output" de partículas geladas na pluma eram alimentados por um aumento similar no vapor de água. Os resultados mais recentes dizem-nos que não.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute

Observações anteriores da Cassini mostraram que as erupções pulverizavam três vezes mais poeira gelada para o espaço quando Encélado estava no seu ponto mais distante da órbita elíptica em torno de Saturno. Mas, até agora, os cientistas não tinham tido oportunidade de ver se a parte gasosa das erupções - que constitui a maioria da massa da pluma - também aumentava neste ponto.

Por isso, no dia 11 de março de 2016, durante uma sessão de observação cuidadosamente planeada, a Cassini focou-se na estrela Epsilon Orionis, a estrela central da Cintura de Orionte. Na hora marcada, a pluma de Encélado passou em frente da estrela. O instrumento UVIS, o espectrômetro ultravioleta de imagem da Cassini, mediu o modo como o vapor de água na pluma enfraqueceu a luz ultravioleta da estrela, revelando a quantidade de gás contida na pluma. Tendo em conta que uma quantidade adicional de poeira aparece neste ponto orbital da lua, os cientistas esperavam medir muito mais gás na pluma, empurrando a poeira para o espaço.

Mas em vez do enorme aumento esperado na produção de vapor de água, o instrumento apenas viu um aumento ligeiro - na ordem dos 20% no valor total de gás.

Candy Hansen, cientista da Cassini, começou logo a tentar descobrir o que se passava. Hansen, que faz parte da equipa científica do UVIS no Instituto de Ciência Planetária em Tucson, Arizona, EUA, liderou o planeamento da observação. "Nós seguimos primeiro a explicação mais óbvia, mas os dados disseram-nos que era necessário um olhar mais profundo," comenta. Ao que parece, olhar mais profundamente significa prestar atenção ao que acontece mais perto da superfície da lua.

Hansen e colegas focaram-se num jato conhecido informalmente como "Baghdad I". Os investigadores descobriram que, ao passo que a quantidade de gás na pluma geral não muda muito, este jato em particular era quatro vezes mais ativo do que em outros momentos na órbita de Encélado. Em vez de fornecer apenas 2% do vapor de água total da pluma, tal como a Cassini tinha observado anteriormente, fornecia agora 8% do gás da pluma.


Jatos estreitos de gás e partículas geladas que entram em erupção na região polar sul de Encélado, contribuindo para a pluma gigante da lua. Um ciclo de atividade nestes jatos de pequena escala podem estar a empurrar, periodicamente, partículas extra para o espaço, provocando um aumento dramático no brilho da pluma.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute

Segundo Larry Esposito, líder da equipa UVIS na Universidade do Colorado em Boulder, EUA, esta informação revelou algo subtil, mas importante. "Nós pensávamos que a quantidade de vapor de água na pluma em geral, em toda a área polar sul, era fortemente afetada pelas forças de maré de Saturno. Ao invés, descobrimos que o que muda são os jatos de pequena escala". Este aumento na atividade dos jatos é o que faz com que existam mais grãos de água gelada, onde as câmaras da Cassini os podem ver.

As novas observações fornecem restrições úteis sobre o que poderá estar a acontecer com a "canalização" subterrânea - fendas e fissuras através das quais a água do oceano subsuperficial potencialmente habitável da lua está a fazer o seu caminho para o espaço.

Com os novos dados da Cassini, Hansen está pronta para passar a vez aos teóricos. "Dado que nós só conseguimos ver o que está acima da superfície, cabe aos modeladores pegar nestes dados e descobrir o que está a acontecer no subsolo."

FONTE: http://www.ccvalg.pt/

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