Uma reanálise de dados da nave espacial Voyager da NASA, juntamente com novos modelos informáticos, levou os cientistas da agência espacial americana a concluir que quatro das maiores luas de Úrano contêm provavelmente uma camada oceânica entre os seus núcleos e as crostas geladas. O seu estudo é o primeiro a detalhar a evolução da composição e estrutura do interior das cinco grandes luas: Ariel, Umbriel, Titânia, Oberon e Miranda. O trabalho sugere que quatro das luas têm oceanos que podem ter dezenas de quilómetros de profundidade.

No total, pelo menos 27 luas orbitam Úrano, sendo que as quatro maiores vão de Ariel, com 1160 km de diâmetro, até Titânia, com 1580 quilómetros de diâmetro. Os cientistas há muito que pensam que Titânia, dada a sua dimensão, teria maior probabilidade de reter calor interno provocado pelo decaimento radioativo. As outras luas eram anteriormente consideradas demasiado pequenas para reter o calor necessário para evitar que um oceano interno congelasse, especialmente porque o aquecimento criado pela atração gravitacional de Úrano é apenas uma pequena fonte de calor.

O Levantamento Decenal de Ciência Planetária e Astrobiologia das Academias Nacionais de Ciência dos EUA deu prioridade à exploração de Úrano. Em preparação para essa missão, os cientistas planetários estão a concentrar-se no gigante gelado para reforçar os seus conhecimentos sobre o misterioso sistema de Úrano. Publicado na revista Journal Of Geophysical Research, o novo trabalho tem o potencial de informar como uma futura missão poderá investigar as luas, mas o artigo científico também tem implicações que vão para além de Úrano, disse a autora principal Julie Castillo-Rogez do JPL da NASA no sul da Califórnia.

"Quando se trata de corpos pequenos - planetas anões e luas - os cientistas planetários já encontraram evidências da existência de oceanos em vários locais improváveis, incluindo os planetas anões Ceres e Plutão, e a lua de Saturno, Mimas", afirmou. "Portanto, há mecanismos em jogo que não compreendemos totalmente. Este trabalho investiga quais poderão ser esses mecanismos e como são relevantes para os muitos corpos do Sistema Solar que poderão ser ricos em água, mas que têm um calor interno limitado".

O estudo revisitou as descobertas da Voyager 2 da NASA, que passou por Úrano na década de 1980, e de observações terrestres. Os autores construíram modelos de computador com descobertas adicionais das sondas Galileo, Cassini, Dawn e New Horizons da NASA (cada uma das quais descobriu mundos oceânicos), incluindo conhecimentos sobre a química e a geologia da lua de Saturno, Encélado, de Plutão e da sua lua Caronte, e de Ceres - todos corpos gelados com aproximadamente o mesmo tamanho das luas uranianas.

Novos modelos mostram que é provável que exista uma camada oceânica em quatro das maiores luas de Úrano: Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon. Os oceanos salgados encontram-se sob o gelo e sobre camadas de rocha rica em água e rocha seca. Miranda é demasiado pequena para reter calor suficiente para uma camada oceânica. Crédito: NASA/JPL-Caltech

O que está por cima e por baixo

Os investigadores usaram esses modelos para avaliar o grau de porosidade das superfícies das luas uranianas, descobrindo que são provavelmente suficientemente isoladas para reter o calor interno que seria necessário para albergar um oceano subterrâneo. Além disso, encontraram o que poderia ser uma potencial fonte de calor nos mantos rochosos das luas, que libertam líquido quente e ajudariam um oceano a manter um ambiente quente - um cenário que é especialmente provável para Titânia e Oberon, onde os oceanos podem até ser suficientemente quentes para potencialmente suportar a habitabilidade.

Ao investigar a composição dos oceanos, os cientistas podem aprender mais sobre os materiais que também podem ser encontrados nas superfícies geladas das luas, dependendo se as substâncias que se encontram por baixo foram empurradas para cima pela atividade geológica. Os telescópios mostram que pelo menos uma das luas, Ariel, tem material que fluiu para a sua superfície, talvez a partir de vulcões gelados, há relativamente pouco tempo.

De facto, Miranda, a quinta maior e a mais interior das grandes luas de Úrano, tem características na sua superfície que parecem ser de origem recente, sugerindo que pode ter mantido calor suficiente para suster um oceano em algum momento da sua história. Os recentes modelos térmicos concluíram que é pouco provável que Miranda tenha albergado água durante muito tempo; perde calor demasiado depressa e provavelmente está agora gelada.

Mas o calor interno não seria o único factor que contribuiria para o oceano subsuperficial de uma lua. Uma descoberta importante do estudo sugere que os cloretos, bem como o amoníaco, são provavelmente abundantes nos oceanos das maiores luas do gigante gelado. Há muito que se sabe que o amoníaco atua como anticongelante. Além disso, a modelagem sugere que os sais provavelmente presentes na água seriam outra fonte de anticongelante, mantendo os oceanos internos dos corpos.

Claro, ainda há muitas perguntas sobre as grandes luas de Úrano, disse Castillo-Rogez, acrescentando que há muito mais trabalho a ser feito: "Precisamos de desenvolver novos modelos para diferentes hipóteses sobre a origem das luas, de modo a orientar o planeamento de futuras observações".

A investigação sobre o que se encontra por baixo e à superfície destas luas ajudará os cientistas e engenheiros a escolherem os melhores instrumentos científicos para as examinar. Por exemplo, determinar que o amoníaco e os cloretos podem estar presentes significa que os espectrómetros, que detetam os compostos através da sua luz refletida, terão de utilizar uma gama de comprimentos de onda que abranja ambos os tipos de compostos.

Da mesma forma, podem usar esse conhecimento para conceber instrumentos que possam sondar o interior profundo em busca de líquido. A procura de correntes elétricas que contribuam para o campo magnético de uma lua é geralmente a melhor forma de encontrar um oceano profundo, como fizeram os cientistas da missão Galileo na lua de Júpiter, Europa. No entanto, a água fria nos oceanos interiores de luas como Ariel e Umbriel poderia tornar estes oceanos menos capazes de transportar estas correntes elétricas e representaria um novo tipo de desafio para os cientistas que trabalham para descobrir o que está por baixo.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Journal of Geophysical Research)

Quer saber mais?

Notícias relacionadas:
Sky & Telescope
SPACE.com
PHYSORG
UPI
Gizmodo

Úrano:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Ariel:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Umbriel:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Titânia:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Oberon:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Miranda:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia