A lua Europa, de Júpiter, é um dos poucos mundos do nosso Sistema Solar que pode potencialmente albergar condições adequadas à vida. Investigações anteriores mostraram que por baixo da sua crosta de água gelada existe um oceano salgado de água líquida com um fundo marinho rochoso. No entanto, os cientistas planetários ainda não tinham confirmado se esse oceano continha os materiais químicos necessários à vida, nomeadamente o carbono.

Os astrónomos, utilizando dados do Telescópio Espacial James Webb da NASA, identificaram dióxido de carbono numa região específica da superfície gelada de Europa. A análise indica que este carbono teve provavelmente origem no oceano subsuperficial e não foi fornecido por meteoritos ou outras fontes externas. Além disso, foi depositado numa escala de tempo geologicamente recente. Esta descoberta tem implicações importantes para a potencial habitabilidade do oceano de Europa.

"Na Terra, a vida gosta de diversidade química - quanto mais diversidade, melhor. Somos uma vida baseada no carbono. Compreender a química do oceano de Europa ajudar-nos-á a determinar se é hostil à vida tal como a conhecemos ou se poderá ser um bom lugar para a vida", disse Geronimo Villanueva do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland, autor principal de um dos dois artigos independentes que descrevem as descobertas.

"Pensamos agora que temos evidências observacionais de que o carbono que vemos na superfície de Europa veio do oceano. Isto não é uma coisa trivial. O carbono é um elemento biologicamente essencial", acrescentou Samantha Trumbo, da Universidade de Cornell, em Ithaca, Nova Iorque, autora principal do segundo artigo que analisa estes dados.

A NASA planeia lançar em outubro de 2024 a sua nave espacial Europa Clipper, que efetuará dezenas de "flybys" por Europa para investigar se esta poderá ter condições adequadas à vida.

Uma ligação superfície-oceano

O Webb descobriu que, na superfície de Europa, o dióxido de carbono é mais abundante numa região chamada Tara Regio - uma área geologicamente jovem de terreno geralmente ressurgido, conhecida como "terreno do caos". O gelo à superfície foi quebrado e é provável que tenha havido uma troca de material entre o oceano subsuperficial e a superfície gelada.

"Observações anteriores do Telescópio Espacial Hubble mostram evidências de sal derivado do oceano em Tara Regio", explicou Trumbo. "Agora estamos a ver que o dióxido de carbono também está fortemente concentrado lá. Pensamos que isto implica que o carbono tem provavelmente a sua origem no oceano interno."

"Os cientistas estão a debater em que medida o oceano de Europa está ligado à sua superfície. Penso que essa questão tem sido o grande motor da exploração de Europa", disse Villanueva. "Isto sugere que podemos ser capazes de aprender algumas coisas básicas sobre a composição do oceano mesmo antes de perfurarmos o gelo para obtermos uma imagem completa".

Ambas as equipas identificaram o dióxido de carbono usando dados do instrumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) do JWST. Este instrumento fornece espectros com uma resolução de 320 x 320 quilómetros à superfície de Europa, que tem um diâmetro de mais de 3100 quilómetros, permitindo aos astrónomos determinar onde estão localizadas substâncias químicas específicas.

O dióxido de carbono não é estável na superfície de Europa. Por isso, os cientistas dizem que é provável que tenha sido fornecido numa escala de tempo geologicamente recente - uma conclusão reforçada pela sua concentração numa região de terreno jovem.

"Estas observações apenas ocuparam alguns minutos do tempo do observatório", disse Heidi Hammel, da Associação de Universidades para a Investigação em Astronomia, uma cientista interdisciplinar que lidera o Ciclo 1 de Observações de Tempo Garantido do Sistema Solar do Webb. "Mesmo com este curto período de tempo, conseguimos fazer ciência realmente importante. Este trabalho dá uma primeira ideia de toda a fantástica ciência do Sistema Solar que poderemos fazer com o Webb".

Este gráfico mostra um mapa da superfície de Europa obtido com o instrumento NIRCam (Near Infrared Camera) do Telescópio Espacial James Webb da NASA no primeiro painel e mapas de composição derivados dos dados NIRSpec/IFU (Near Infrared Spectrograph’s Integral Field Unit) do Webb nos três painéis seguintes. Nos mapas de composição, os píxeis brancos correspondem a dióxido de carbono na região de grande escala de terreno caótico disruptivo conhecido como Tara Regio (centro e direita), com concentrações adicionais em porções da região caótica Powys Regio (esquerda). O segundo e o terceiro painéis mostram evidências de dióxido de carbono cristalino, enquanto o quarto painel indica uma forma complexa e amorfa de dióxido de carbono. Crédito: ciência - Geronimo Villanueva (NASA/GSFC), Samantha Trumbo (Universidade de Cornell), NASA, ESA, CSA; processamento de imagem - Geronimo Villanueva (NASA/GSFC), Alyssa Pagan (STScI)

À procura de uma pluma

A equipa de Villanueva também procurou evidências da existência de uma pluma de vapor de água que irrompe da superfície de Europa. Os investigadores que utilizaram o Telescópio Espacial Hubble da NASA relataram deteções tentadoras de plumas em 2013, 2016 e 2017. No entanto, tem sido difícil encontrar provas definitivas.

Os novos dados do Webb não mostram qualquer evidência de atividade das plumas, o que permitiu à equipa de Villanueva estabelecer um limite superior rigoroso para a quantidade de material potencialmente ejetado. A equipa sublinhou, no entanto, que a sua não-deteção não exclui a existência de uma pluma.

"Há sempre a possibilidade de estas plumas serem variáveis e de só as podermos ver em determinadas alturas. Tudo o que podemos dizer com 100% de confiança é que não detetámos uma pluma em Europa quando fizemos estas observações com o Webb", disse Hammel.

Estas descobertas podem ajudar a informar a missão Europa Clipper da NASA, bem como a futura JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) da ESA.

Os dois artigos foram publicados na revista Science no dia 21 de setembro.

// NASA (comunicado de imprensa)
// ESA (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// Universidade de Cornell (comunicado de imprensa)
// Artigo científico - Villanueva et al. (Science)
// Artigo científico - Villanueva et al. (PDF)
// Artigo científico - Trumbo et al. (Science)
// Artigo científico - Trumbo et al. (arXiv.org)

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