Uma das principais descobertas da missão Cassini da NASA em 2008 foi que a maior lua de Saturno, Titã, podia ter um vasto oceano de água sob a sua superfície rica em hidrocarbonetos. Mas a reanálise dos dados da missão sugere um cenário mais complicado: é mais provável que o interior de Titã seja composto por gelo, com camadas de lama e pequenas bolsas de água quente que se formam perto do seu núcleo rochoso.

O novo estudo, liderado por investigadores do JPL da NASA, no sul da Califórnia, e publicado a semana passada na revista Nature, poderá ter implicações na compreensão que os cientistas têm de Titã e de outras luas geladas do nosso Sistema Solar.

"Esta investigação sublinha o poder dos dados de arquivo da ciência planetária. É importante recordar que os dados que estas espantosas naves espaciais recolhem não desaparecem, pelo que as descobertas podem ser feitas anos, ou mesmo décadas, mais tarde, à medida que as técnicas de análise se tornam mais sofisticadas", disse Julie Castillo-Rogez, investigadora principal do JPL e coautora do estudo. "É a prenda que continua a dar".

Para sondar remotamente planetas, luas e asteroides, os cientistas estudam as comunicações por radiofrequência que viajam entre as naves espaciais e a DSN (Deep Space Network) da NASA. É um processo com várias camadas. Dado que o corpo de uma lua pode não ter uma distribuição uniforme de massa, o seu campo gravitacional altera-se à medida que uma nave espacial passa por ele, fazendo com que a nave acelere ou abrande ligeiramente. Por sua vez, estas variações na velocidade alteram a frequência das ondas de rádio que vão e vêm da nave espacial - um efeito conhecido como efeito Doppler. A análise do efeito Doppler pode dar uma ideia do campo gravitacional de uma lua e da sua forma, que pode mudar ao longo do tempo à medida que orbita dentro da atração gravitacional do seu planeta-mãe.

A esta mudança de forma chama-se flexão de maré. No caso de Titã, o imenso campo gravitacional de Saturno aperta a lua quando Titã está mais perto do planeta durante a sua órbita ligeiramente elíptica, e estica a lua quando está mais longe. Esta flexão cria energia que se perde, ou se dissipa, sob a forma de aquecimento interno.

Quando os cientistas da missão analisaram os dados de radiofrequência recolhidos durante as 10 aproximações da missão Cassini a Titã, descobriram que a lua estava a fletir tanto que concluíram que devia ter um interior líquido, uma vez que um interior sólido teria fletido muito menos (pense num balão cheio de água vs. uma bola de bilhar).

Nova técnica

A nova investigação destaca outra explicação possível para esta maleabilidade: um interior composto por camadas com uma mistura de gelo e água que permite à lua fletir. Neste cenário, haveria um desfasamento de várias horas entre a atração das marés de Saturno e o momento em que a lua mostra sinais de flexão - muito mais lento do que se o interior fosse totalmente líquido. Um interior lamacento também apresentaria uma assinatura de dissipação de energia mais forte no campo gravitacional da lua do que um interior líquido, porque estas camadas de lama gerariam fricção e produziriam calor quando os cristais de gelo roçassem uns nos outros. Mas não havia nada aparente nos dados que sugerisse que isto estava a acontecer.

Assim, os autores do estudo, liderados pelo investigador pós-doc do JPL, Flavio Petricca, analisaram mais de perto os dados Doppler para perceber porquê. Aplicando uma nova técnica de processamento, reduziram o ruído nos dados. O que emergiu foi uma assinatura que revelou uma forte perda de energia nas profundezas de Titã. Os investigadores interpretaram esta assinatura como sendo proveniente de camadas de lama, sobrepostas por uma espessa camada de gelo sólido.

Com base neste novo modelo do interior de Titã, os investigadores sugerem que o único líquido estaria na forma de bolsas de água derretida. Aquecidas pela dissipação da energia das marés, as bolsas de água deslocam-se lentamente em direção às camadas de gelo congeladas à superfície. À medida que sobem, têm o potencial de criar ambientes únicos, enriquecidos por moléculas orgânicas fornecidas a partir de baixo e de material fornecido por impactos de meteoritos na superfície.

"Ninguém estava à espera de uma dissipação de energia muito forte em Titã. Mas, ao reduzir o ruído nos dados Doppler, conseguimos ver estas pequenas oscilações a emergir. Esta foi a 'arma fumegante' que indica que o interior de Titã é diferente do que se deduzia das análises anteriores", disse Petricca. "A baixa viscosidade da lama ainda permite que a lua inche e se comprima em resposta às marés de Saturno e remova o calor que, de outra forma, derreteria o gelo e formaria um oceano".

Potencial para a vida

"Embora Titã possa não possuir um oceano global, isso não exclui o seu potencial para albergar formas de vida básicas, assumindo que a vida se pode formar em Titã. De facto, penso que isso torna Titã mais interessante", acrescentou Petricca. "A nossa análise mostra que deve haver bolsas de água líquida, possivelmente tão quentes quanto 20 graus Celsius, que transportam os nutrientes do núcleo rochoso da lua através de camadas de gelo de alta pressão para uma camada sólida de gelo à superfície".

A próxima missão da NASA a Saturno poderá fornecer informações mais definitivas. Com lançamento previsto para não antes de 2028, a missão Dragonfly da NASA à lua encoberta poderá fornecer a verdade. A aeronave, a primeira do género, irá explorar a superfície de Titã para investigar a habitabilidade da lua. Transportando um sismómetro, a missão poderá fornecer medições fundamentais para sondar o interior de Titã, dependendo dos eventos sísmicos que ocorram durante a sua estadia à superfície.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature)

Quer saber mais?

Titã:
NASA
Solarviews
Wikipedia

Sonda Cassini:
NASA
Wikipedia

Dragonfly:
NASA
JHUAPL
Wikipedia