Um novo estudo de dados de naves espaciais recolhidos há mais de uma década sugere que a maior lua de Saturno, Titã, provavelmente não contém um oceano enorme abaixo da sua superfície congelada, como os cientistas pensavam anteriormente. Em vez disso, descer através da camada de gelo de Titã provavelmente revelará camadas adicionais de gelo que transitam gradualmente para caminhos lamacentos e bolsas isoladas de água líquida mais próximas do interior rochoso da lua.
Interpretações anteriores de dados da missão Cassini da NASA em Saturno levaram os cientistas à conclusão de um oceano profundo de água líquida escondido sob o gelo de Titã. No entanto, quando os investigadores testaram esta ideia com modelos de computador, os resultados não corresponderam às características físicas observadas nos dados. Uma reanálise mais cuidadosa levou a novas conclusões – mais drásticas. Estes resultados podem levar os cientistas a reconsiderar as suas suposições sobre outros mundos gelados e a esclarecer a forma de procurar vida em Titã.
“Em vez do oceano aberto que temos aqui na Terra, provavelmente estamos olhando para algo mais como gelo marinho ártico ou aquíferos, o que tem implicações sobre o tipo de vida que podemos encontrar e a disponibilidade de nutrientes, energia e assim por diante”, disse Baptiste Journot, professor associado de Ciências da Terra e do Espaço na Universidade de Washington.
Um estudo publicado em 17 de dezembro em Naturezaliderado pela NASA com Journot e Ulla Jones, um estudante de pós-graduação em Ciências da Terra e do Espaço da UW em seu laboratório.
O legado da Cassini e a superfície incomum de Titã
A missão Cassini começou em 1997 e continuou por quase duas décadas, reunindo extensa informação sobre Saturno e as suas 274 luas. Titã – envolta em uma atmosfera nebulosa – destaca-se como o único lugar além da Terra onde se sabe que existe líquido na superfície. A cerca de -297 graus Fahrenheit, este líquido é metano, não água. O metano forma lagos em Titã e até cai do céu como chuva.
À medida que Titã se move em torno de Saturno numa órbita alongada, os cientistas observaram que a Lua se estica e contrai dependendo da sua posição em relação ao planeta. Em 2008, os investigadores argumentaram que uma curvatura tão pronunciada só poderia ocorrer se existisse um grande oceano abaixo da crosta de Titã.
“O grau de deformação depende da estrutura interna de Titã. Um oceano profundo permitiria que a crosta se dobrasse mais sob a força gravitacional de Saturno, mas se Titã estivesse completamente congelado, não se deformaria tanto,” disse Journot. “A deformação que encontrámos durante a nossa análise inicial dos dados da missão Cassini pode ter sido consistente com o oceano global, mas agora sabemos que isso não é tudo.”
Um atraso imperceptível no tempo revela um interior lamacento
O novo estudo acrescenta um fator importante que estudos anteriores não consideraram totalmente: o tempo. As mudanças na forma de Titã ficam cerca de 15 horas atrás da atração gravitacional mais forte de Saturno. Mover um material espesso e pegajoso requer mais energia do que mover um líquido que flui, assim como mexer o mel exige mais esforço do que mexer a água. Ao medir esse atraso, os cientistas puderam estimar quanta energia Titã estava absorvendo à medida que se deformava, dando-lhes uma ideia de quão espesso ou viscoso deve ser o seu interior.
A quantidade de energia perdida ou dissipada dentro de Titã foi considerada muito maior do que o esperado se um oceano líquido global estivesse presente.
“Ninguém esperava a forte dissipação de energia dentro de Titã. Acontece que o interior de Titã era diferente do que as análises anteriores sugeriam,” disse Flavio Petrico, pós-doutorando no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e principal autor do estudo.
Com base nestas descobertas, os investigadores propõem um interior constituído principalmente por uma camada com muito menos água líquida do que se pensava anteriormente. Este material denso é suficientemente espesso para explicar a lenta resposta de Saturno à gravidade e ainda contém água suficiente para permitir que Titã mude de forma.
Sinais de rádio e física extrema apoiam o modelo
Petrychka chegou a estas conclusões analisando as frequências das ondas de rádio transmitidas pela sonda Cassini durante sobrevoos próximos de Titã. Journaux ajudou a interpretar os resultados usando a termodinâmica. O seu trabalho centra-se na forma como a água e os minerais se comportam sob intensa pressão, conhecimento que é fundamental para compreender se outros ambientes planetários podem sustentar vida.
“A camada de água em Titã é tão espessa, a pressão é tão grande, que a física da água muda. A água e o gelo comportam-se de forma diferente da água do mar aqui na Terra,” disse Journot.
No seu Laboratório de Física Cryo-Mineral Planetária na UW, os investigadores passaram anos a desenvolver métodos para recriar as condições extremas encontradas noutros mundos. Usando esse trabalho, Journot forneceu a Petrica e aos seus colegas dados que descrevem como se espera que a água e o gelo se comportem nas profundezas de Titã.
“Poderíamos ajudá-los a determinar que tipo de sinal gravitacional eles deveriam esperar ver com base em experimentos feitos aqui na UW”, disse Journeau. “Foi muito útil.”
O que a lama pode significar para a vida em Titã
“A descoberta do estrato em Titã também tem implicações emocionantes para a procura de vida fora do nosso sistema solar”, disse Jones. “Isso expande a gama de ambientes que podemos considerar habitáveis.”
Embora a ideia de um vasto oceano já tenha alimentado o otimismo sobre a vida em Titã, os pesquisadores acreditam que a imagem atualizada pode na verdade melhorar as chances. A sua análise mostra que as bolsas de água doce de Titã podem atingir temperaturas de até 68 graus Fahrenheit. Nestes volumes menores de água, os nutrientes estariam mais concentrados do que no oceano maior, tornando potencialmente mais fácil a sobrevivência de formas de vida simples.
Embora os cientistas não esperem que os peixes nadem através dos canais viscosos de Titã, qualquer vida encontrada lá pode assemelhar-se a organismos encontrados nas regiões polares da Terra.
Journaux também faz parte da próxima missão Dragonfly da NASA a Titã, com lançamento previsto para 2028. As descobertas deste estudo ajudarão a informar esta missão, e Journaux espera que dados futuros forneçam evidências de vida e a resposta definitiva para saber se existe um oceano sob o gelo de Titã.
Os coautores incluem Steven D. Vance, Marcia Parisi, Dustin Buchin, Gael Cascioli, Julie Castillo-Roguez, Mark Penning e Jonathan I. Lunin da NASA; Brynn G. Downey, do Southwest Research Institute; Frances Nimmo e Gabriel Toby, da Universidade de Nantes; Andrea Magnannini, da Universidade de Bolonha; Amirhossein Bagheri do Instituto de Tecnologia da Califórnia e Antonio Genova da Universidade Sapienza de Roma.
Esta pesquisa foi financiada pela NASA, pela Fundação Nacional Suíça para a Ciência e pela Agência Espacial Italiana.
