Telescópio Hubble revela vapor d'água na atmosfera da lua Ganimedes, de Júpiter

Telescópio Hubble revela vapor d'água na atmosfera da lua Ganimedes, de Júpiter

Por Danielle Cassita | Editado por Patrícia Gnipper | 26 de Julho de 2021 às 15h30
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill

Ganimedes, a maior lua de Júpiter, guarda um amplo oceano abaixo de sua superfície congelada. Encontrar água líquida em outros mundos é essencial para a busca de formas de vida como conhecemos — e uma equipe de astrônomos acaba de identificar as primeiras evidências de vapor d'água na atmosfera de Ganimedes. A descoberta foi feita a partir de análises de dados coletados pelo telescópio Hubble em diferentes períodos, e mostrou que esse vapor vem da sublimação do gelo, ou seja, da mudança do estado sólido para o gasoso.

Ganimedes é o nono maior objeto do Sistema Solar e pode comportar mais água do que há em todos os oceanos da Terra juntos. Como as temperaturas lá são extremamente baixas, a água da superfície congela, mas os oceanos ocorrem a cerca de 160 km abaixo da superfície. Portanto, o vapor provavelmente não vem da evaporação. Assim, para identificar a origem do vapor, os astrônomos analisaram observações feitas pelo telescópio há quase duas décadas. As primeiras foram feitas pelo instrumento Imaging Spectrograph (STIS) em 1998, que produziu as primeiras imagens de Ganimedes na luz ultravioleta.

As primeiras imagens feitas pelo instrumento Imaging Spetrograph, do Hubble, em 1998 (Imagem: Reprodução/NASA, ESA, Lorenz Roth (KTH)

Os dados mostraram faixas coloridas chamadas de “bandas aurorais”, que indicaram haver um campo magnético fraco em Ganimedes. As similaridades das observações em ultravioleta foram explicadas pela presença do oxigênio molecular, mas algumas formações observadas não correspondiam às emissões esperadas de uma atmosfera feita somente de oxigênio. Portanto, os cientistas concluíram que essas diferenças estavam relacionadas a quantidades maiores de oxigênio atômico, que produz um sinal que causa uma leve mudança nas cores.

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Já em 2018, o astrônomo Lorenz Roth liderou uma equipe de cientistas para mensurar a quantidade de oxigênio atômico com o Hubble, como parte de um programa criado para dar suporte à missão Juno, que estuda esta lua. A equipe trabalhou com dados do instrumento Cosmic Origins Spectrograph, coletados em 2018, e com imagens feitas pelo STIS entre 1998 e 2010. Ao comparar os dados, eles perceberam que dificilmente haveria oxigênio atômico na atmosfera de Ganimedes; por isso, a explicação deveria ser outra.

Como a temperatura da superfície de Ganimedes varia bastante ao longo do dia, é possível que, durante a tarde, a região próxima do equador fique quente o suficiente para o gelo sublimar um pouco de moléculas de água. Ao analisar as auroras nas imagens em ultravioleta, eles perceberam que as diferenças notadas entre as imagens estão relacionadas a onde a água deveria aparecer na atmosfera. “Até aqui, só o oxigênio molecular foi observado”, notou Roth. Assim, a equipe explica que o oxigênio molecular foi produzido por partículas carregadas, que causaram erosão na superfície congelada.

Ganimedes observada pelo Hubble, em 1996; o telescópio pode acompanhar mudanças na lua em vários comprimentos de onda, como o ultravioleta (Imagem: Reprodução/ NASA, ESA, John Spencer (SwRI Boulder)

Portanto, o vapor mensurado vem da sublimação do gelo, causada pelo escape térmico do vapor vindo de regiões congeladas e levemente aquecidas. Essa descoberta é uma contribuição para a futura missão JUICE (JUpiter ICy moons Explorer), da Agência Espacial Europeia. Com lançamento programado para 2022, a sonda passará pelo menos três anos realizando observações detalhadas de Júpiter e de três de suas maiores luas, incluindo Ganimedes. "Nossos resultados podem fornecer à equipe de instrumentos da JUICE informações valiosas, que podem ser usadas para refinar os planos de observação e otimizar o uso da nave", completou Roth.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Nature.

Fonte: Hubble, NASA

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