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Cassini explora formações anulares ao redor dos lagos de Titã


Estas imagens fornecem uma vista das características da muralha e do aro perto de um lago na lua de Saturno, Titã, obtidas pela missão internacional Cassini.
Direita - imagem RADAR da Cassini, de um dos lagos de Titã, Viedma Lacus, obtida usando o SAR do instrumento. As setas amarelas indicam porções da orla elevada perto do lago, enquanto as setas azuis indicam partes do perímetro da característica de muralha que envolve quase todo o lago.
Em cima, esquerda - uma vista ampliada do aro elevado.
Baixo, esquerda - ilustração de um lago com características de muralha e aro. As bordas envolvem encostas mais altas e estão confinadas a poucos quilômetros do lago, enquanto as muralhas cercam o lago inteiro e formam montes mais amplos, até dezenas de quilômetros.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASI; ESA/A. Solomonidou et al. (2019)

Usando observações da sonda internacional Cassini, os cientistas exploraram os montes anulares que envolvem alguns dos corpos líquidos encontrados nos polos da maior lua de Saturno, Titã. O estudo revela mais sobre como essas características se formaram.

A missão Cassini-Huygens da NASA/ESA/ASI passou 13 anos no sistema saturniano, com a sonda Cassini transportando a Huygens da ESA, que pousou na lua gelada em 2005. Durante a visita da Cassini a Saturno e às suas luas, fez mais de 100 voos rasantes por Titã, revelando aproximadamente 650 lagos e mares nas regiões polares da lua - 300 dos quais estão pelo menos parcialmente preenchidos com uma mistura líquida de metano e etano.

A maioria dos lagos mais pequenos de Titã são caracterizados como depressões escarpadas, vazias ou cheias, com pisos relativamente planos, profundidades de até 600 metros, orlas íngremes e estreitas com cerca de 1 km de largura.

Alguns lagos, no entanto, estão cercados por "muralhas": montes em forma de anel que se estendem por dezenas de quilômetros da linha costeira de um lago. Ao contrário dos aros, estas muralhas rodeiam completamente o seu lago hospedeiro.

"A formação dos lagos de Titã, e as suas características em redor, permanece uma questão em aberto," diz Anezina Solomonidou, investigadora da ESA no Centro Europeu de Astronomia Espacial (ESAC - European Space Astronomy Centre) perto de Madrid, Espanha, autora principal de um novo estudo sobre as muralhas de Titã.

"As muralhas podem conter pistas importantes sobre como os lagos nas regiões polares de Titã se tornaram no que vemos hoje. Investigações anteriores revelaram a sua existência, mas como é que se formaram?"

Solomonidou e colaboradores combinaram, pela primeira vez, dados espectrais e de radar da Cassini para explorar cinco regiões próximas do polo norte de Titã, repletas de lagos e muralhas elevadas, e três lagos vazios de uma região próxima. Os lagos variam de 30 a 670 a quilômetros quadrados e eram inteiramente cercados por muralhas com 200 a 300 metros de altura que se estendiam até 30 km para fora dos perímetros do lago.

As observações foram recolhidas pela Cassini ao longo dos anos durante "flybys" por Titã com o VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer), que sonda a camada superior da superfície (dezenas de micrômetros), e com o instrumento RADAR, que pode penetrar ainda mais, até dezenas de centímetros, dependendo das propriedades do material da superfície. Este último foi usado tanto no seu modo de radiometria como com a sua câmara SAR (Synthetic Aperture Radar).

"Os dados espectrais mostraram que as muralhas têm uma composição diferente em relação aos seus arredores," acrescentou Solomonidou.

"Os pisos de lagos vazios que estudamos também parecem ser espectralmente semelhantes às muralhas, sugerindo que tanto as bacias vazias quanto as muralhas podem ser feitas de, ou revestidas com material semelhante, e podem, assim, ter-se formado de maneira semelhante."

A emissividade das muralhas, conforme examinada pela coautora Alice Le Gall do Laboratório LATMOS da UVSQ (Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines) em Paris, França, também é semelhante à de outra característica importante e difundida já observada em Titã, que os cientistas chamam de terreno labiríntico. Uma paisagem labiríntica pontuada com diferentes canais formados por erosão fluvial ao longo do tempo, suspeita-se que este terreno é rico em compostos orgânicos, em vez de gelo e água. A semelhança observada sugere que as muralhas também podem ser ricas em material orgânico.

"As muralhas também são consistentemente completas: enquanto as orlas e outros recursos foram desgastados e quebrados ao longo do tempo, as muralhas rodeiam sempre completamente o seu lago," acrescentou Le Gall. "Isto ajuda-nos a restringir os cenários de como podem ter-se formado."

O novo estudo sugere dois possíveis mecanismos em que tais muralhas podem ser criadas: ou um processo envolvendo uma subsuperfície saturada com água subterrânea, dadas as diferenças de elevação entre o leito vazio dos lagos e os lagos cheios, ou um no qual a bacia e a crosta que circunda um lago primeiro endurece e depois desincha, levando o lago a percolar até ao subsolo e deixando uma região da bacia do lago elevada acima do terreno circundante para formar uma muralha.

A completude observada das muralhas traz uma visão adicional quando comparada com os aros mais quebrados das bacias. Se as orlas forem feitas de material mais fraco que as muralhas, então as muralhas devem ser comparativamente mais antigas para aparecerem com este aspeto. Neste cenário, formar-se-ia um lago, seguido por uma muralha e, em seguida, um aro, que é incapaz de resistir à erosão devido à sua composição mais fraca.

No entanto, se os aros e as muralhas forem feitos do mesmo material, então as muralhas podem ser comparativamente mais jovens: formar-se-ia uma bacia, com o material residual sendo puxado para as orlas e, em seguida, subsequentemente, para as muralhas maiores. Este último cenário implicaria que os lagos delimitados por muralhas estão entre os mais jovens em Titã, pois ainda não viram a sua muralha erodida ou removida.

"É difícil restringir o mecanismo exato de como essas muralhas se formam, mas com mais pesquisas vem um entendimento crescente de corpos intrigantes como Titã," acrescentou Solomonidou.

"A análise dos dados recolhidos pela Cassini sobre as luas geladas de Saturno, em particular ao combinar dados de vários instrumentos, é altamente relevante para preparar a missão JUICE que vai explorar as luas geladas de Júpiter," disse o coautor Olivier Witasse, que também é cientista do projeto JUICE da ESA.

"Mesmo que Titã seja excecional, com lagos e chuvas que não são encontrados nas luas de Júpiter, o facto de sabermos mais sobre Titã acrescenta muito à nossa compreensão coletiva das luas geladas do Sistema Solar."

As missões futuras vão investigar ainda mais o Sistema Solar exterior - a JUICE, por exemplo, será lançada em 2022 e partirá para explorar o sistema de Júpiter, enquanto a NASA planeia enviar outra missão, Dragonfly, especificamente para Titã no final da década de 2020. Com as naves de próxima geração, que vão revelar mais sobre as luas geladas em redor dos planetas gigantes do nosso Sistema Solar, os cientistas estão ansiosos por desvendar os segredos de como estes objetos fascinantes se formaram e evoluíram.


Estas imagens fornecem uma vista das características da muralha e do aro perto de um lago na lua de Saturno, Titã, obtidas pela missão internacional Cassini.
O painel superior (A) mostra uma imagem RADAR da Cassini obtida usando a câmara SAR do instrumento. No segundo painel, a contar do topo (B), é apresentado um modelo de terreno digital com uma linha de contorno preta e uma escala de cores indicando a altitude no topo da imagem RADAR SAR (mostrada em tons de cinzento); lagos cheios são indicados com linhas de contorno auizs e lagos vazios com linhas amarelas. O terceiro painel da parte superior (C) mostra a emissividade medida pela Cassini, juntamente com os contornos do modelo de terreno digital e as indicações de lagos cheios e vazios.
Os lagos preenchidos no painel B contidos na estrutura sólida branca são mostrados em maior detalhe nos painéis D e E na parte inferior esquerda da imagem, onde as características de muralha são vistas a vermelho. Os lagos vazios no painel B contidos na moldura branca tracejada são vistos em maior detalhe no painel F na parte inferior direita da imagem.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASI; ESA/A. Solomonidou et al. (2019)

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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