Desde oCassini missão entrou no sistema de Saturno e começou a estudar suas luas, Encélado tornou-se uma importante fonte de interesse. Uma vez que a sonda detectou plumas de água e moléculas orgânicas em erupção na região polar sul da lua, os cientistas começaram a especular que Encélado pode possuir um oceano de água quente em seu interior - bem como a lua de Júpiter, Europa, e outros corpos em nosso sistema solar.
No futuro, a NASA espera enviar outra missão a este sistema para explorar ainda mais essas plumas e o interior de Encélado. Essa missão provavelmente incluirá um novo instrumento que foi recentemente anunciado pela NASA, conhecido como Instrumento de Fundamentos de Vida do Submillimeter Enceladus (SELFI). Este instrumento, proposto por uma equipe do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, recebeu recentemente apoio para desenvolvimento adicional.
Antes da Cassini missão, os cientistas pensaram que a superfície de Encélado estava congelada. Contudo, Cassini os dados revelaram uma ligeira oscilação na órbita da lua que sugeria a presença de um oceano interior. Assim como Europa, isso é causado por forças de maré que causam flexão no núcleo, que gera calor suficiente para reter água líquida no interior. Ao redor do pólo sul, isso resulta na quebra do gelo e na formação de fissuras.
o Cassini A missão também descobriu plumas emanadas de cerca de 100 fissuras diferentes que lançam continuamente partículas geladas, vapor de água, dióxido de carbono, metano e outros gases no espaço. Para estudá-las mais de perto, a NASA vem desenvolvendo alguns instrumentos ambiciosos que contarão com ondas de ondas milimétricas ou de radiofrequência (RF) para determinar sua composição e aprender mais sobre o oceano interior de Enceladus.
De acordo com o investigador principal da SELFI, Gordon Chin, a SELFI representa uma melhoria significativa em relação aos dispositivos existentes de comprimento de onda do submilímetro. Uma vez implantado, ele medirá traços de produtos químicos nas plumas de água e partes geladas que emanavam periodicamente das fissuras do sul de Enceladus, também conhecidas como "Listras de Tigre". Além de revelar a composição química do oceano, este instrumento também indicará seu potencial para sustentar a vida.
Na Terra, as fontes hidrotermais abrigam ecossistemas prósperos e até suspeita-se que seja o lugar onde a vida surgiu pela primeira vez na Terra. Por isso, os cientistas estão tão ansiosos para estudar a atividade hidrotérmica em luas como Encélado, uma vez que estes podem representar o local mais provável para encontrar vida extraterrestre em nosso Sistema Solar. Como Chin indicou em uma declaração de imprensa da NASA:
“Os comprimentos de onda do submilímetro, que estão na faixa de rádio de alta frequência, nos fornecem uma maneira de medir a quantidade de muitos tipos diferentes de moléculas em um gás frio. Podemos percorrer todas as plumas para ver o que sai de Encélado. O vapor de água e outras moléculas podem revelar um pouco da química do oceano e guiar uma espaçonave para o melhor caminho para voar pelas plumas e fazer outras medições diretamente. ”
Moléculas como água, dióxido de carbono e outros elementos transmitem frequências de rádio específicas, às quais os espectrômetros de submilímetro são sensíveis. As linhas espectrais são muito discretas e a intensidade com que elas transmitem pode ser usada para quantificar sua existência. Em outras palavras, instrumentos como o SELFI não apenas poderão determinar a composição química do oceano interior de Enceladus, mas também a abundância desses produtos químicos.
Durante décadas, os espectrômetros têm sido usados nas ciências espaciais para medir as composições químicas de planetas, estrelas, cometas e outros alvos. Mais recentemente, os cientistas tentaram obter espectros de planetas distantes para determinar as composições químicas de suas atmosferas. Isso é crucial quando se trata de encontrar exoplanetas potencialmente habitáveis, pois o vapor de água, o nitrogênio e o oxigênio são todos necessários para a vida como a conhecemos.
A realização de varreduras na faixa do submilímetro é um processo relativamente novo, já que os instrumentos sensíveis ao submilímetro são complexos e difíceis de construir. Mas, com a ajuda do financiamento de pesquisa e desenvolvimento da NASA, Chin e seus colegas estão aumentando a sensibilidade do instrumento usando um amplificador que aumentará o sinal para cerca de 557 GHz. Isso permitirá que o SELFI detecte traços mínimos de água e gases vindos da superfície de Enceladus.
Outras melhorias incluem um sistema de processamento de dados de radiofrequência mais eficiente e flexível em termos de energia, além de um sofisticado espectrômetro digital para o sinal de RF. Essa última melhoria empregará circuitos programáveis de alta velocidade para converter dados de RF em sinais digitais que podem ser analisados para medir quantidades, temperaturas e velocidades de gás das plumas de Enceladus.
Esses aprimoramentos permitirão ao SELFI detectar e analisar simultaneamente 13 tipos diferentes de moléculas, que incluem vários isótopos de água, metanol, amônia, ozônio, peróxido de hidrogênio, dióxido de enxofre e cloreto de sódio (também conhecido como sal). Além de Encélado, Chin acredita que a equipe pode melhorar suficientemente o instrumento para futuras missões propostas. "SELFI é realmente novo", disse ele. "Este é um dos instrumentos de submilímetro mais ambiciosos já criados."
Por exemplo, nos últimos anos, os cientistas descobriram atividades de plumas vindas da superfície da Europa. Também aqui, acredita-se que essa atividade seja o resultado da atividade geotérmica, que envia para a superfície as plumas de água quente do oceano interior da lua. A NASA já espera examinar essas plumas e as de Enceladus usando o Telescópio Espacial James Webb, que será implantado em 2019.
Outra possibilidade seria equipar o Europa Clipper proposto - que deve ser lançado entre 2022 e 2025 - com um instrumento como o SELFI. O pacote de instrumentos para esta sonda já exige um espectrômetro, mas um dispositivo de ondas submilimétricas e de RF aprimorado pode permitir uma visão mais detalhada das plumas de Europa. Esses dados, por sua vez, poderiam resolver o debate de décadas sobre se o interior de Europa é ou não capaz de sustentar a vida.
Nas próximas décadas, uma das maiores prioridades da exploração espacial é investigar os "mundos oceânicos" do Sistema Solar em busca de sinais de vida. Para ver isso, a NASA e outras agências espaciais estão ocupadas desenvolvendo as ferramentas necessárias para farejar todos os indicadores químicos e biológicos. Dentro de uma década, com alguma sorte, poderemos descobrir que a vida na Terra não é a exceção, mas parte de uma norma maior.
