Cientistas decifram o enigma das listras de lua de Saturno

Pesquisa revela a física que governa as fissuras pelas quais a água do oceano entra em erupção na superfície gelada de Encélado

Encélado e suas "faixas de tigre" (à esquerda na foto): fissuras pelas quais a água do oceano subterrâneo emerge. Crédito: Nasa/ESA/JPL/SSI/Cassini Imaging Team

Encélado, a lua gelada de Saturno, atrai a atenção dos cientistas devido ao seu oceano subterrâneo, o que a torna um alvo principal para quem procura vida fora da Terra. Uma nova pesquisa liderada por Doug Hemingway, do Carnegie Institution for Science (EUA), e publicada na revista “Nature Astronomy”, revela a física que governa as fissuras pelas quais a água do oceano irrompe na superfície gelada da lua, dando ao seu polo sul uma aparência incomum de “faixa de tigre”.

“Vistas pela primeira vez pela missão Cassini em Saturno, essas faixas não se parecem com nada conhecido em nosso Sistema Solar”, explicou Hemingway. “Elas são paralelas e espaçadas de maneira uniforme, com cerca de 130 quilômetros de comprimento e 35 quilômetros de distância. O que as torna especialmente interessantes é que elas estão continuamente em erupção com gelo de água, mesmo enquanto falamos. Nenhum outro planeta ou lua tem algo parecido com elas.”

Trabalhando com Max Rudolph, da Universidade da Califórnia em Davis, e Michael Manga, da Universidade da Califórnia em Berkeley, Hemingway usou modelos para investigar as forças físicas que atuam em Encélado, que permitem que as fissuras das listras de tigre se formem e permaneçam no lugar.

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A equipe estava particularmente interessada em entender por que as listras estão presentes apenas no polo sul da lua, mas também queria descobrir por que as rachaduras são tão espaçadas.

Órbita excêntrica

A resposta para a primeira pergunta veio com um pouco de sorte. Os pesquisadores revelaram que as fissuras que compõem as faixas de tigre de Encélado poderiam ter se formado em ambos os polos, mas o sul se abriu primeiro.

Encélado experimenta aquecimento interno devido à excentricidade de sua órbita. Às vezes, a lua está um pouco mais perto de Saturno e, às vezes, um pouco mais longe, o que faz com que ela seja ligeiramente deformada, pois responde à gravidade do planeta gigante. É esse processo que evita que o satélite fique completamente congelado.

A chave para a formação das fissuras é o fato de que os polos da lua experimentam os maiores efeitos dessa deformação induzida pela gravitação, de modo que a camada de gelo sobre eles é mais fina. Durante períodos de resfriamento gradual em Encélado, parte do seu oceano subterrâneo congela. Como a água se expande conforme congela, à medida que a crosta gelada fica mais espessa por baixo, a pressão no oceano subjacente aumenta até o revestimento de gelo se abrir, criando uma fissura. Devido ao seu gelo relativamente fino, os polos são as áreas mais suscetíveis a rachaduras.

Os pesquisadores acreditam que a fissura denominada Bagdá foi a primeira a se formar. (As faixas são nomeadas após os locais mencionados nas histórias das Mil e Uma Noites.) No entanto, ela não congelou novamente. Permaneceu aberta, permitindo que a água do oceano fosse expelida de sua fenda, o que, por sua vez, causou mais três rachaduras paralelas.

“Nosso modelo explica o espaçamento regular das rachaduras”, disse Rudolph.

Pressão adicional

As fendas adicionais se formaram pelo peso do gelo e da neve se acumulando nas bordas da fissura Bagdá, enquanto jatos de água do oceano subterrâneo congelavam e caíam. Esse peso adicionou uma nova forma de pressão sobre a camada de gelo.

“Isso fez com que a camada de gelo flexionasse apenas o suficiente para provocar uma rachadura paralela a cerca de 35 quilômetros de distância”, acrescentou Rudolph.

O fato de as fissuras permanecerem abertas e em erupção também se deve aos efeitos das marés da gravidade de Saturno. A deformação da lua atua para impedindo que o gelo se feche novamente, ampliando e estreitando repetidamente as rachaduras e liberando água dentro e fora delas.

No caso de uma lua maior, sua própria gravidade seria mais forte e impediria que as fraturas adicionais se abrissem completamente. Então, essas faixas só poderiam ter se formado em Encélado.

“Como é graças a essas fissuras que conseguimos provar e estudar o oceano subterrâneo de Encélado, amado pelos astrobiólogos, pensamos que era importante entender as forças que as formaram e sustentaram”, disse Hemingway. “Nossa modelagem dos efeitos físicos experimentados pela camada gelada da lua aponta para uma sequência potencialmente única de eventos e processos que podem permitir a existência dessas faixas distintas.”

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