Superfície acidentada: várias grandes e marcantes crateras à superfície do planeta anão Ceres.
Crédito: Instituto Max Planck, com base em dados da missão Dawn (NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)
A terceira maior cratera do planeta anão Ceres esteve geologicamente ativa pelo menos uma vez durante muitos milhões de anos após a sua formação. Num estudo recente publicado na revista Nature Communications, investigadores do Instituto Max Planck para Investigação do Sistema Solar em Gotinga, da Universidade de Münster e do NISER (National Institute of Science Education and Research) em Bhubaneswar, Índia, apresentam o estudo mais detalhado da cratera Urvara até à data. Pela primeira vez, avaliaram imagens da última fase da missão Dawn da NASA, que revelam estruturas geológicas com apenas alguns metros de tamanho. A sonda Dawn entrou em órbita do planeta anão em 2015 e estudou-o de perto durante cerca de três anos e meio. Tal como a cratera Occator, os investigadores argumentam que a cratera Urvara pode ter sido palco de atividade criovulcânica. O estudo apoia a imagem de que um oceano salino global se estendeu por baixo da crosta de Ceres, parte do qual ainda hoje pode ser líquido.
Muitas grandes crateras cobrem a superfície do planeta anão Ceres, o maior corpo da cintura de asteroides, com aproximadamente 960 quilómetros de diâmetro. Provavelmente a mais marcante destas crateras é Occator, localizada no hemisfério norte. As manchas brilhantes no seu interior, que já eram claramente visíveis durante a fase de aproximação da Dawn, revelaram-se como remanescentes salinos de uma salmoura subterrânea, que subiu à superfície através de processos criovulcânicos até tempos geológicos recentes. Noutra grande cratera, de nome Ernutet, existem evidências de compostos orgânicos expostos e, portanto, de uma química muito complexa. Na sua publicação mais recente, investigadores liderados pelo Instituto Max Planck voltam agora a sua atenção para a cratera Urvara. Localizada no hemisfério sul, é a terceira maior cratera de Ceres, com um diâmetro de 170 quilómetros. Pensa-se que o impacto que a formou, há cerca de 250 milhões de anos, revelou material de profundidades até 50 quilómetros.
"As grandes estruturas de impacto em Ceres dão-nos acesso às camadas mais profundas do planeta anão," explica Andreas Nathues do Instituto Max Planck, primeiro autor do estudo atual e investigador principal da equipa da câmara da Dawn. "Ao que parece a atual topografia e composição mineralógica de algumas das grandes crateras de Ceres é o resultado de processos geológicos complexos e duradouros que alteraram a superfície do planeta anão," acrescenta.
São necessárias imagens de alta resolução e dados espectroscópicos para rastrear estes processos com a maior precisão possível. Os dados observacionais mais precisos da cratera Urvara foram obtidos durante a missão alargada da Dawn: após a missão primária, inicialmente concebida para durar dois anos, ter expirado, o combustível restante era suficiente para voar em órbitas mais ousadas e altamente elípticas, levando a nave espacial até 35 quilómetros da superfície. Durante esta fase, os dois instrumentos FC (Framing Cameras) da Dawn, o sistema de câmaras científicas da missão, recolheram imagens em que estruturas com vários metros de tamanho podem ser identificadas. O sistema de câmaras foi desenvolvido e construído sob liderança do Instituto Max Planck e aí operado durante a missão.
As imagens de alta resolução da cratera Urvara revelam uma paisagem geologicamente e distintamente diversa. Múltiplas paredes da cratera, em socalcos, envolvem a bacia de impacto; a característica mais proeminente que se eleva ligeiramente para longe do centro da cratera é uma cadeia de montanhas com cerca de 25 quilómetros de comprimento e 3 quilómetros de altura. O seu flanco sul é o local de penhascos escarpados, áreas salpicadas de rochas - e ocasionalmente material brilhante que faz lembrar os famosos pontos brilhantes da cratera Occator. Além disso, as imagens mostram uma depressão central profunda, áreas com superfícies notavelmente lisas e algumas pontilhadas com numerosas depressões mais pequenas e arredondadas.
"A nossa análise revela que diferentes áreas da cratera têm idades muito diferentes," diz Nico Schmedemann do Instituto de Planetologia da Universidade de Münster. "A diferença de idades é de até 100 milhões de anos. Isto sugere que os processos estiveram em funcionamento muito tempo após a formação da cratera", acrescenta. Para estudos deste tipo, os investigadores contam as pequenas crateras que cobrem todas as superfícies de corpos sem atmosfera. Como as superfícies mais antigas tiveram mais tempo para "acumular" tais impactos de asteroides mais pequenos, têm mais crateras do que as superfícies mais jovens. Além disso, os modelos da força do bombardeamento em diferentes alturas desempenham um papel na determinação da idade exata.
De acordo com estes modelos, as áreas mais primitivas da cratera Urvara têm cerca de 250 milhões de anos. Este tempo marca a formação da própria cratera. As superfícies mais jovens dentro da cratera incluem extensas áreas lisas e escuras, bem como fossos que foram provavelmente formados pela fuga de gás no subsolo.
Outras pistas sobre o passado turbulento da cratera são fornecidas por imagens tiradas utilizando os filtros de cor do sistema de câmaras. Elas permitem concluir quais os comprimentos de onda de luz visível que certas superfícies refletem para o espaço - e assim ajudam a inferir a sua composição mineralógica. Ao que parece, o material brilhante é sal. Os dados do espectrómetro VIR da Dawn, contribuído para a missão pela agência espacial italiana, também indicam que foram depositados compostos orgânicos juntamente com sais numa encosta a oeste da cordilheira central da montanha. Tal combinação de depósitos de sal e de compostos orgânicos não tinha sido observada antes. Os depósitos de compostos orgânicos parecem ser comparativamente jovens.
"A origem e a formação do material orgânico em Ceres continuam a ser questões interessantes em aberto que têm implicações importantes para a história geológica geral de Ceres, bem como potenciais ligações à astrobiologia e habitabilidade. O material orgânico que pensamos ter encontrado na bacia Urvara, no hemisfério sul, diferente das ricas áreas orgânicas na cratera Ernutet, no hemisfério norte, irão ajudar-nos a responder a estas questões", diz o cientista Guneshwar Thangjam do NISER. "A equipa está a trabalhar nestes aspetos utilizando tanto dados espectrais dos FC como do VIR," acrescenta.
"No geral, a cratera Urvara apresenta-nos uma imagem decididamente complexa que ainda não compreendemos completamente e que deixa espaço para duas interpretações", diz Andreas Nathues ao resumir os resultados. Por exemplo, o impacto que formou a cratera Urvara poderia ter transportado sais do interior do planeta anão até à superfície. No entanto, algumas evidências sugerem que, em vez disso, se tratou de uma salmoura, levantando-se do interior e dando início a outros processos. Não é claro se a salmoura chegou à superfície ou se apenas se acumulou logo abaixo dela.
Independentemente da interpretação exata, os resultados atuais reforçam a imagem do planeta anão que a missão Dawn "desenhou" nos últimos anos: um corpo geologicamente ativo com camadas salinas que se estendem por baixo da sua crosta a várias profundidades. Estas podem estar relacionadas com um anterior oceano subsuperficial que também continha compostos orgânicos. Apesar da vasta distância de Ceres ao Sol, graças aos sais dissolvidos, esta salmoura poderia ainda hoje sobreviver em grandes reservatórios líquidos a profundidades de cerca de 40 quilómetros.
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