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CIENTISTAS CONFIRMAM VAPOR DE ÁGUA EM EUROPA
22 de novembro de 2019

 


À esquerda temos uma imagem de Europa obtida a 2,9 milhões de quilómetros de distância no dia 2 de março de 1979 pela sonda Voyager 1. A do meio é uma imagem de Europa obtida pela Voyager 2 durante o seu voo rasante de dia 9 de julho de 1979. À direita está um mosaico de Europa composto por várias exposições capturadas pela sonda Galileo no final da década de 1990.
Crédito: NASA/JPL

 

Há quarenta anos atrás, uma sonda Voyager capturou as primeiras imagens, de perto, de Europa, uma das 79 luas de Júpiter. Estas revelaram fissuras acastanhadas que cortam a superfície gelada da lua, que dão a Europa a aparência de um globo ocular. As missões ao Sistema Solar exterior, nas décadas seguintes, acumularam, acerca de Europa, informações adicionais suficientes para torná-la um alvo de alta prioridade na busca por vida da NASA.

O que torna esta lua tão atraente é a possibilidade de possuir todos os ingredientes necessários para a vida. Os cientistas têm evidências de que um destes ingredientes, água líquida, está presente por baixo da superfície gelada e às vezes pode entrar em erupção para o espaço através de geysers enormes. Mas ninguém conseguiu confirmar a presença de água nestas plumas medindo diretamente a própria molécula de água. Agora, uma equipa de investigação internacional liderada pelo Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland, detetou vapor de água pela primeira vez acima da superfície de Europa. A equipa mediu o vapor observando Europa através de um dos maiores telescópios do mundo, situado no Hawaii.

A confirmação de que o vapor de água está presente acima de Europa ajuda os cientistas a melhor entender o funcionamento interno da lua. Por exemplo, ajuda a apoiar uma ideia, da qual os cientistas estão confiantes, de que existe um oceano de água líquida, possivelmente duas vezes maior que o da Terra, por baixo da sua concha gelada que tem quilómetros de espessura. Outra fonte de água para as plumas, suspeitam alguns cientistas: reservatórios de gelo derretido não muito abaixo da superfície de Europa. Também é possível que o forte campo de radiação de Júpiter retire partículas de água da concha gelada de Europa, embora esta investigação recente tenha argumentado contra este mecanismo como a fonte observada de água.

"Elementos químicos essenciais (carbono, hidrogénio, oxigénio, azoto, fósforo e enxofre) e fontes de energia, dois dos três requisitos para a vida, são encontrados por todo o Sistema Solar. Mas o terceiro - água líquida - é um pouco difícil de encontrar para lá da Terra," disse Lucas Paganini, cientista planetário da NASA que liderou a investigação da deteção de água. "Embora os cientistas ainda não tenham detetado água líquida diretamente, encontramos a coisa mais próxima: água em forma de vapor."

Paganini e a sua equipa descrevem, no artigo publicado dia 18 de novembro na revista Nature Astronomy, que detetaram água saindo de Europa (2360 kg por segundo) suficiente para encher uma piscina olímpica em questão de minutos. No entanto, os cientistas também descobriram que a água aparece com pouca frequência, pelo menos em quantidades grandes o suficiente para serem detetadas na Terra, disse Paganini: "Para mim, a parte interessante deste trabalho não é somente ter detetado diretamente água acima de Europa, mas também a falta dela dentro dos limites do nosso método de deteção."

De facto, a equipa de Paganini detetou o sinal fraco, mas distinto de vapor de água apenas uma vez durante 17 noites de observações entre 2016 e 2017. Observando a lua a partir do Observatório W. M. Keck, no topo do vulcão adormecido Mauna Kea no Hawaii, os cientistas viram moléculas de água no hemisfério principal de Europa, ou o lado da lua que está sempre voltado na direção da órbita da lua em torno de Júpiter (Europa, como a Lua da Terra, está gravitacionalmente bloqueada em relação ao seu planeta hospedeiro, de modo que um hemisfério está sempre virado em direção à órbita, enquanto o outro está sempre virado na direção oposta).

Eles usaram um espectrógrafo no Observatório Keck que mede a composição química de atmosferas planetárias através da luz infravermelha que emitem ou absorvem. Moléculas como a água emitem frequências específicas de luz infravermelha à medida que interagem com a radiação solar.

 

Cada vez mais evidências de água

Antes da recente deteção de vapor de água, havia muitas descobertas tentadoras sobre Europa. A primeira surgiu da sonda Galileo da NASA, que mediu perturbações no campo magnético de Júpiter perto de Europa enquanto orbitava o gigante gasoso entre 1995 e 2003. As medições sugeriram aos cientistas que um fluido eletricamente condutor, provavelmente um oceano salgado por baixo da camada de gelo de Europa, estava a provocar os distúrbios magnéticos. Quando os investigadores analisaram, em 2018, os distúrbios magnéticos com maior precisão, encontraram evidências de possíveis plumas.

Entretanto, os cientistas anunciaram em 2013 que tinham usado o Telescópio Espacial Hubble da NASA para detetar os elementos químicos hidrogénio (H) e oxigénio (O) - componentes da água (H2O) - em configurações semelhantes a plumas na atmosfera de Europa. E alguns anos mais tarde, outros cientistas usaram o Hubble para reunir mais evidências de possíveis erupções de plumas quando capturaram fotos de projeções em forma de dedos que apareciam em silhueta enquanto a lua passava em frente de Júpiter.

"Esta primeira identificação direta de vapor de água em Europa é uma confirmação crítica das nossas deteções originais de espécies atómicas e destaca a aparente escassez de grandes plumas neste mundo gelado," disse Lorenz Roth, astrónomo e físico do Instituto Real de Tecnologia da KTH em Estocolmo, que liderou o estudo de 2013 do Hubble e é coautor desta investigação mais recente.

A investigação de Roth, juntamente com outras descobertas anteriores de Europa, mediram apenas componentes da água acima da superfície. O problema é que a deteção de vapor de água noutros mundos é muito difícil. As naves espaciais existentes têm capacidades limitadas e os cientistas que usam telescópios terrestres para procurar água no espaço profundo têm que ter em conta o efeito distorcido da água na atmosfera da Terra. Para minimizar este efeito, a equipa de Paganini usou complexos modelos matemáticos e de computador para simular as condições da atmosfera da Terra para que pudessem diferenciar a água atmosférica da Terra da de Europa nos dados recolhidos pelo espectrógrafo do Keck.

"Realizámos verificações de segurança diligentes para remover possíveis contaminantes em observações terrestres," disse Avi Mandell, cientista planetário de Goddard que pertence à equipa de Paganini. "Mas, eventualmente, teremos que nos aproximar de Europa para ver o que está realmente a acontecer."

Os cientistas poderão em breve aproximar-se de Europa para resolver as suas questões remanescentes sobre o funcionamento interno e externo deste mundo possivelmente habitável. A missão Europa Clipper, com lançamento previsto para meados da década de 2020, completará meio século de descobertas científicas que começaram com uma foto modesta de um misterioso globo ocular.

Quando chegar a Europa, o orbitador Clipper realizará um estudo detalhado da superfície, do interior profundo, da fina atmosfera, do oceano subsuperficial e potencialmente de aberturas ativas mais pequenas. Clipper tentará capturar imagens de quaisquer plumas e "provar" as moléculas encontradas na atmosfera com os seus espectrómetros de massa. Também procurará um local frutífero no qual um futuro "lander" em Europa possa recolher uma amostra. Estes esforços deverão desvendar ainda mais os segredos de Europa e o seu potencial para a vida.

 


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As moléculas de água emitem frequências específicas de luz infravermelha à medida que interagem com radiação solar.
Crédito: Michael Lentz/NASA Goddard


// NASA (comunicado de imprensa)
// Observatório W. M. Keck (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Saiba mais

CCVAlg - Astronomia:
15/05/2018 - Dados antigos revelam evidências novas sobre as plumas de Europa
14/04/2017 - Missões da NASA fornecem novas informações sobre "mundos oceânicos" no nosso Sistema Solar
27/09/2016 - Hubble avista possíveis plumas de água em Europa
13/12/2013 - Hubble vê evidências de plumas de vapor de água em lua de Júpiter
08/03/2013 - Uma janela para o oceano de Europa mesmo à superfície
05/10/2010 - A química escondida do gelo de Europa

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Europa:
NASA
CCVAlg - Astronomia
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Júpiter:
CCVAlg - Astronomia
Wikipedia

Observatório W. M. Keck:
Página oficial
Wikipedia

Sondas Voyager:
Página oficial (NASA)
Heavens Above
Voyager 1 (Wikipedia)
Voyager 2 (Wikipedia)

Galileo:
NASA
Wikipedia

Europa Clipper:
NASA
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
STScI
SpaceTelescope.org
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais

 
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