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O coração de Plutão: como uma lâmpada de lava cósmica


Cientistas da missão New Horizons da NASA usaram simulações de computador topo-de-gama para mostrar que a superfície da região informalmente conhecida como Sputnik Planum está coberta com "células" convectivas geologicamente jovens. A imagem acima, que cobre cerca de 400 km, usa dados do MVIC da New Horizons, obtida dia 14 de julho de 2015.
Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI

Tal como uma lâmpada de lava cósmica, uma grande parte da superfície gelada de Plutão está sendo constantemente renovada por um processo chamado convecção, que substitui gelos mais velhos à superfície por material mais fresco.

Combinando modelos de computador com dados topográficos e de composição recolhidos pela sonda New Horizons da NASA o verão passado, os membros da equipa determinaram a profundidade desta camada de azoto gelado dentro da inconfundível característica em forma de coração de Plutão - uma grande planície informalmente conhecida como Sputnik Planum - e quão rápido o gelo flui. O estudo foi publicado ontem na edição de 2 de junho da revista Nature.

Os cientistas da missão usaram simulações computacionais topo-de-gama para mostrar que a superfície de Sputnik Planum está coberta com "células" convectivas de gelo com 16 a 48 km de diâmetro e com menos de um milhão de anos. Os resultados oferecem esclarecimentos adicionais sobre a geologia invulgar e altamente ativa de Plutão e, talvez, de outros corpos como ele na periferia do Sistema Solar.

"Pela primeira vez, podemos determinar o que são estes 'vergões' estranhos na superfície gelada de Plutão," afirma William B. McKinnon, da Universidade de Washington em St. Louis, que liderou o estudo e é co-investigador da equipa científica da New Horizons. "Nós encontrámos evidências de que mesmo num objeto distante e frio a milhares de milhões de quilômetros da Terra, existe energia suficiente para uma atividade geológica robusta, contando que temos o 'material ideal', isto é, algo macio e maleável como azoto sólido."

McKinnon e colegas pensam que o padrão destas células resulta da convecção térmica lenta dos gelos dominados por azoto que existem em Sputnik Planum. Um reservatório com vários quilômetros de profundidade que provavelmente existe em alguns lugares, o azoto sólido é aquecido pelo modesto calor interno de Plutão, torna-se flutuante e ergue-se em "gotas" grandes - como uma lâmpada de lava - antes de arrefecer e afundar novamente para renovar o ciclo.

Os modelos de computador mostram que o gelo só precisa de ter alguns quilômetros de profundidade para que este processo ocorra, e que as células de convecção são muito amplas. Os modelos também mostram que estas bolhas de capotamento de azoto sólido podem evoluir lentamente e fundir-se ao longo de milhões de anos. As cordilheiras que marcam onde o gelo de azoto arrefecido afunda de volta para baixo podem ser comprimidas e abandonadas, resultando nas características em forma de Y ou X, cruzamentos onde três ou quatro células de convecção se agruparam.

"Sputnik Planum é das mais surpreendentes descobertas geológicas nos mais de 50 anos de exploração planetária e este achado por McKinnon e outros membros da nossa equipa científica, de que esta vasta área é criada por convecção gelada atual, está entre os mais espetaculares da missão da New Horizons," afirma Alan Stern, investigador principal e do SwRI (Southwest Research Institute) em Boulder, no estado americano do Colorado.

Estes movimentos convectivos à superfície atingem, em média, apenas alguns centímetros por ano - quase tão rápido quanto o crescimento das nossas unhas - o que significa que as células reciclam as suas superfícies a cada 500.000 anos ou mais. Embora lento para os relógios humanos, é rápido para escalas geológicas de tempo.

"Esta atividade provavelmente ajuda a suportar a atmosfera de Plutão, renovando continuamente a superfície do 'coração'," comenta McKinnon. "Não seria surpresa se víssemos este processo noutros planetas anões da Cintura de Kuiper. Esperamos vir a ter uma oportunidade para descobrir, no futuro, com missões de exploração."

A New Horizons também poderá, potencialmente, olhar de perto outro objeto mais pequeno e antigo, mais longe da Cintura de Kuiper - a região em forma de disco para lá da órbita de Neptuno que se acredita albergar cometas, asteroides e outros pequenos corpos gelados. A New Horizons voo pelo sistema de Plutão no dia 14 de julho de 2015, fazendo as primeiras observações próximas de Plutão e da sua família de cinco luas. A sonda está a caminho de nova passagem rasante por outro objeto da Cintura de Kuiper, 2014 MU69, no dia 1 de janeiro de 2019, enquanto se aguarda aprovação da NASA para financiamento de uma missão estendida.

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

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