Duas missões veteranas da NASA estão fornecendo novos detalhes sobre as luas geladas de Júpiter e Saturno, aumentando ainda mais o interesse científico destes e de outros “mundos oceanos” em nosso sistema solar e além. Os resultados serão apresentados em trabalhos publicados nesta quinta-feira pelos investigadores da missão Cassini em Saturno e pelo Telescópio Espacial Hubble, ambos da NASA.
Esta ilustração mostra o mergulho da Cassini através da pluma de Enceladus em 2015. As descobertas novas do mundo oceânico de Cassini e de Hubble ajudarão a informar as futuras explorações e a busca mais larga para a vida além da terra. NASA/JPL-Caltech
Nos documentos, os cientistas da Cassini anunciam que uma forma de energia química na qual a vida pode se alimentar parece existir na lua de Saturno, Enceladus, e os pesquisadores do Hubble relatam evidências adicionais de plumas em erupção na lua Europa de Júpiter.
“Isto é o mais próximo que temos chegado, até agora, para a identificação de um lugar com alguns dos ingredientes necessários para um ambiente habitável”, disse Thomas Zurbuchen, administrador associado da Diretoria de Missões Científicas da NASA na sede em Washington. “Estes resultados demonstram a natureza interligada de missões científicas da NASA que estão chegando mais próximo de responder se estamos de fato sozinhos ou não.”
O artigo dos pesquisadores com a missão Cassini, publicado na revista Science, indica que o gás de hidrogênio, que poderia fornecer uma fonte de energia química para a vida, está fluindo no oceano subsuperficial de Enceladus e está em atividade hidrotermal no fundo do mar da lua.
A presença de hidrogênio suficiente no oceano da lua significa que os micróbios – se existem algum lá – podem usá-lo para obter energia através da combinação de hidrogênio com dióxido de carbono dissolvido na água. Esta reação química, conhecida como “metanogenese” porque produz metano como subproduto, está na raiz da árvore da vida na Terra, e poderia até ter sido fundamental para a origem da vida no nosso planeta.
Este gráfico ilustra como os cientistas da Cassini imaginam que a água interage com a rocha no fundo do oceano da lua gelada de Saturno Encelado, produzindo gás de hidrogênio. NASA/JPL-Caltech
A vida como a conhecemos requer três ingredientes principais: água líquida; uma fonte de energia para o metabolismo; e os ingredientes químicos certos, principalmente carbono, hidrogênio, azoto, oxigênio, fósforo e enxofre. Com este achado, a Cassini mostrou que Encelado – uma pequena e gelada lua há um bilhão de milhas mais longe do Sol do que a Terra – tem quase todos esses ingredientes para habitabilidade. A Cassini ainda não mostrou que fósforo e enxofre estão presentes no oceano, mas os cientistas suspeitam que eles estejam, uma vez que o núcleo rochoso de Encelado pode ser quimicamente semelhante a meteoritos que contêm os dois elementos.
“A confirmação de que a energia química para a vida existe dentro do oceano de uma pequena lua de Saturno é um marco importante em nossa busca de mundos habitáveis além da Terra”, disse Linda Spilker, cientista do projeto Cassini no Jet Propulsion Laboratory da NASA (JPL) em Pasadena, Califórnia.
A sonda Cassini detectou hidrogênio na nuvem de gás e material gelado pulverizado nas plumas de em Encélado durante o seu último e mais profundo mergulho em 28 de outubro de 2015. A Cassini também demonstrou a composição da pluma durante vôos anteriores na missão. A partir destas observações, cientistas têm determinado que cerca de 98 por cento da coluna de gás é água, cerca de 1 por cento é hidrogênio e o restante é uma mistura de outras moléculas, incluindo dióxido de carbono, metano e amoníaco.
A medição foi realizada utilizando o instrumento da Cassini chamado Espectrômetro de Ion e Massa Neutra (INMS), que fareja gases para determinar a sua composição. O INMS foi projetado para provar a alta atmosfera da lua de Saturno Titã. Depois da surpreendente descoberta da Cassini de uma pluma elevando-se como um spray acima do gelo em 2005, emanando das fissuras quentes próximas do pólo sul, os cientistas transformaram seus detectores para a pequena lua.
A Cassini não foi concebida para detectar sinais de vida na pluma Enceladus – na verdade, os cientistas não sabiam a pluma existia até depois da nave chegar a Saturno.
“Embora não possamos detectar vida, descobrimos que há uma fonte de alimento para ela. Seria como uma loja de doces para os micróbios”, disse Hunter Waite, principal autor do estudo da Cassini.
As novas descobertas são uma linha independente de evidências de que a atividade hidrotermal está ocorrendo no oceano de Enceladus. Resultados anteriores, publicados em Março de 2015, sugeriram que água quente está interagindo com a rocha no fundo do mar; os novos resultados apoiam essa conclusão e acrescentam que as rochas parecem estar reagindo quimicamente para produzir o hidrogênio.
O documento detalhando novas descobertas do telescópio espacial Hubble, publicado no Astrophysical Journal Letters, relata observações em Europa a partir do ano de 2016 na qual uma pluma do material foi vista em erupção a partir da superfície da lua no mesmo local onde o Hubble observou evidências de uma pluma em 2014. Estas imagens reforçam evidências de que as plumas em Europa poderia ser um fenômeno real, rojando intermitentemente na mesma região na superfície da lua.
A pluma recém fotografada sobe cerca de 62 milhas (100 km) acima da superfície da Europa, enquanto que a observada em 2014 foi estimada em cerca de 30 milhas (50 km) de altura. Ambas correspondem à localização de uma região excepcionalmente quente que contém características que parecem ser rachaduras na crosta gelada da lua, vista no final de 1990 pela sonda Galileo da NASA. Os pesquisadores especulam que, como Encelado, isso poderia ser uma evidência de água em erupção do interior da lua.
Estas imagens compostas mostram uma pluma suspeita do material que entrou em erupção dois anos após outra pluma eclodir do mesmo local na lua gelada de Jupiter, Europa. Ambas as plumas, fotografadas em luz UV pelo Hubble, foram vistas na silhueta enquanto a lua passava na frente de Jupiter.
“As plumas em Encelado estão associadas à regiões mais quentes, então depois de Hubble fotografar a nova funcionalidade das plumas em Europa, observamos para esse local no mapa térmico Galileo. Descobrimos que o candidato a pluma em Europa está sentado à direita na anomalia térmica”, disse William Sparks do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland. Faíscas conduziram os estudos das pluma de Hubble em 2014 e 2016.
Os pesquisadores dizem que, se as plumas e o local quente estão interligados, isso poderia significar que a água que está sendo expelida sob a crosta gelada da lua está aquecendo a superfície circundante. Outra ideia é que a água ejetada pela pluma cai sobre a superfície como uma névoa fina, mudando a estrutura dos grãos de superfície e permitindo que eles retenham o calor mais do que a paisagem circundante.
Para ambas as observações de 2014 e 2016, a equipe usou o Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) para detectar as plumas em luz ultravioleta. A medida que Europa passa em frente de Júpiter, quaisquer elementos atmosféricos em torno da borda da lua bloqueiam parte da luz de Júpiter, permitindo que o STIS observe as características em silhueta. Sparks e sua equipe continuam usando Hubble para monitorar Europa para exemplos adicionais de candidatos a pluma e esperam determinar a frequência com que aparecem.
Futuras explorações de mundos oceanicos da NASA estão habilitadas pelo monitoramento da atividade pluma em Europa pelo Hubble e a investigação de longo prazo das pluma de Encelado pela Cassini. Em particular, ambos os inquéritos estão lançando as bases para a missão Europa Clipper da NASA, que está prevista para lançamento na década de 2020.
“Se houverem plumas na Europa, como as suspeita indicam, com a Europa Clipper, estaremos prontos para elas”, disse Jim Green, diretor de Ciência Planetária, na sede da NASA.