A ilustração de um artista de plumas de água em erupção no oceano gelado da lua de Júpiter, Europa.
(Imagem: © Laboratório de imagem conceitual da NASA - Michael Lentz (USRA), Walt Feimer (KBRwyle), Bailee DesRocher (USRA) e Laboratório de propulsão a jato da NASA)
Em 2012, o Telescópio Espacial Hubble vislumbrou uma pluma fraca de material no polo sul da lua de Júpiter, Europa. Desde então, a lua fornece vislumbres fracos de plumas, sugerindo que o material de seu oceano interior gelado poderia estar voando para o espaço.
Agora, um novo estudo que incluiu imagens da lua em busca de sinais de material na paisagem da Europa, apenas para encontrar indícios óbvios das erupções.
Em 1995, a NASA Missão Galileu chegou ao sistema de Júpiter e iniciou uma investigação detalhada dos gigantes gasosos e de suas luas, incluindo Europa. Europa também foi visitada pela NASA Viajante e a sonda New Horizons a caminho do sistema solar. Usando os dados coletados pelas três missões, Paul Schenk, pesquisador do Instituto Lunar e Planetário de Houston, conseguiu caçar sinais de mudanças que pudessem indicar que o material em erupção havia caído de volta à superfície. As próprias plumas poderiam ajudar a revelar informações sobre o oceano escondido nas profundezas do gelo.
"Plumas em corpos gelados geralmente produzem uma variedade de tamanhos de partículas", disse Schenk ao Space.com por e-mail. A gravidade puxa a maior e mais massiva das partículas de volta à superfície. "Essas partículas são sempre diferentes da superfície de alguma forma, seja pela composição e cor ou pelo tamanho das partículas e, portanto, pelo brilho aparente", afirmou ele. "Portanto, esperávamos ver algum tipo de brilho anormal ou assinatura de cores perto das fontes, onde quer que elas estejam".
Mas Schenk não encontrou variações no brilho ou na composição que pudessem indicar que o material oceânico poderia ter acabado na superfície da lua.
A surpreendente falta de variações pode significar que a atividade da pluma foi relativamente contínua ao longo das três décadas de mapeamento, as partículas exsudadas se misturando ao longo do tempo sem diferenças óbvias. Outra opção é que as plumas produzam depósitos "furtivos" não visíveis nos instrumentos disponíveis. Finalmente, as plumas em si podem ser atípicas, não realmente plumas, mas algo invisível em outros mundos.
"Nós realmente não sabemos por que não vemos um sinal óbvio de plumas na superfície de Europa", Disse Schenk." Teremos que ir lá para descobrir. "
Na superfície, Europa parece bastante comum, um mundo cinza e branco com traços de manchas vermelhas intrigantes. A lua inteira está coberta de gelo, escondendo um oceano embaixo. A interação do oceano com as camadas rochosas abaixo poderia fornecer um refúgio para a vida evoluir, especialmente se os oceanos contiverem respiradouros que trazem calor do interior.
Desde 2012, o Hubble detectou várias indicações de atividade explosiva como a lua passou entre a Terra e Júpiter. Durante algumas das passagens, a luz de Júpiter foi bloqueada pelo vapor saindo da superfície da lua.
Europa não é a primeira lua conhecida por ter plumas explosivas. Lua de Saturno Encélado é bem conhecido por vomitar material de seus fendas da "faixa do tigre" no seu pólo sul. A missão Cassini da NASA passou por uma das erupções para obter uma amostra do material, que a sonda não foi originalmente projetada para coletar e examinar.
Quando a NASA Missão Europa Clipper chegar à lua na década de 2030, estará melhor preparado para plumas. A sonda levará o Espectrômetro de Massa para Exploração Planetária / Europa (MASPEX), que coletará gases ao redor da lua e analisará qualquer material de pluma que possa ser liberado no espaço. Para isso, a sonda deve voar pelas regiões onde o material está sendo expelido. Identificar essas regiões antes da chegada da espaçonave facilitaria o processo.
Usando os mapas criados pelas três missões, Schenk criou novos mapas que revelaram como a superfície evoluiu ao longo do tempo. Os recursos alterados apareceriam como recursos escuros ou brilhantes maiores, distintos da paisagem estática e imutável da lua. Mas os novos mapas não revelaram grandes mudanças maiores que 50 quilômetros na superfície.
Em seguida, Schenk sondou especificamente os locais das plumas candidatas, regiões identificadas com base em onde plumas haviam sido vistas sobre Europa. A cobertura de imagens para os locais do pólo sul identificados pelo Hubble era baixa e nenhuma característica óbvia era visível.
"As plumas podem não produzir depósitos observáveis nas imagens existentes", escreveu Schenk em seu artigo, publicado em 24 de março na Cartas astrofísicas do diário. "Isso é possível se as plumas de Europa forem 'plumas furtivas' apenas de vapor, mas seria difícil explicar o fracasso do vapor de água em se cristalizar em partículas ao ventilar o espaço".
A diferença de tamanho entre partículas ventiladas e partículas de superfície deve ser diferente o suficiente para ser detectada pela sonda, mesmo que ela fique fina no chão. No entanto, se plumas furtivas são a norma, pode ser necessário um espectrômetro de mapeamento por infravermelho médio ou ultravioleta para detectá-las. O Clipper carregará uma câmera digital sensível aos comprimentos de onda ultravioleta e poderá detectar os traços.
O caos da Europa
Regiões intrigantes conhecidas como terreno do caos potencialmente produzir plumas de curto prazo e esconder suas impressões digitais. Centenas de regiões do caos estão espalhadas pela superfície da lua, com cúpulas e blocos de gelo. À medida que a camada inferior do gelo da superfície é aquecida pelas interações das marés entre Júpiter e Europa, a superfície se curva e cria fraturas por estresse. O gelo no topo enfraquece e a crosta se dobra e afunda, formando blocos de gelo maiores, semelhantes a geleiras.
Schenk disse que esses eventos violentos podem expor a água líquida à superfície por curtos períodos de tempo. Essa água pode ferver para produzir plumas localizadas de cristais de vapor de água congelados. Existem indicações fracas ao redor dos terrenos que podem ser impressões digitais das plumas.
"Podemos estar observando isso em escalas de alguns quilômetros na forma de halos escuros em torno de algum caos [terreno], mas não temos certeza", disse Schenk.
Outra possibilidade é que os extensos abismos que se estendem por mais de 1.000 quilômetros através da superfície da Europa possam estar expelindo material. Ocasionalmente, os abismos contêm sulcos duplos com materiais avermelhados escuros que cobrem as superfícies até 10 km ao longo dos lados. Pesquisas anteriores sugeriram que o material vermelho polido ao longo dos flancos poderia advir de uma explosão explosiva dos abismos, assim como os jatos de vapor de água das fissuras centrais ao longo dos cumes duplos de Encélado.
"Se os materiais avermelhados mais escuros que flanqueavam os cumes duplos na Europa são devidos à ventilação de materiais de plumas como os de Enceladus, eles seriam espetaculares", disse Schenk. Durante as erupções, as cordilheiras liberariam material ao longo da maior parte de seu comprimento, criando longas cortinas de gás e partículas com vários quilômetros de altura, formando um arco acima do espaço de cada cordilheira, embora seja improvável que todas tenham explodido ao mesmo tempo.
"Teria sido uma emoção estar lá, em um traje espacial, assistindo esses eventos ao longo de cordilheiras que desaparecem no horizonte", disse Schenk.
Os novos resultados ressaltam a quantidade limitada e a baixa qualidade das imagens da lua. Clipper planeja empreender uma extensa busca por atividade de plumas, com muito mais sucesso. Até então, as plumas podem permanecer um mistério, disse Schenk.
"O que quer que esteja acontecendo na Europa, ainda não chegamos ao fundo."
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