Descoberta 1ª evidência de vapor d’água em lua de Júpiter

Evidências indicam que existe uma atmosfera de água sublimada em Ganimedes, o maior satélite natural do Sistema Solar

Concepção artística de Júpiter e sua maior lua, Ganimedes (em primeiro plano): descoberta pode significar existência de vida tal como a conhecemos no satélite. Crédito: SA/Hubble, M. Garlick

Astrônomos usaram conjuntos de dados de arquivo do telescópio espacial Hubble, da Nasa/ ESA, para revelar a primeira evidência de vapor d’água na atmosfera da lua jupiteriana Ganimedes – o resultado da fuga térmica de vapor d’água da superfície gelada do satélite.

Ganimedes é a maior lua – e o nono maior objeto – do Sistema Solar. Ela pode reter mais água do que todos os oceanos da Terra, mas as temperaturas lá são tão frias que a água na superfície congela e o oceano fica cerca de 160 quilômetros abaixo da crosta. No entanto, onde existe água pode haver vida como a conhecemos. Identificar a água líquida em outros mundos é crucial na busca por planetas habitáveis ​​além da Terra. E agora, pela primeira vez, foram encontradas evidências de uma atmosfera de água sublimada na lua gelada Ganimedes.

Imagens ultravioleta

Em 1998, o Espectrógrafo de Imagens do Telescópio Espacial Hubble (STIS) tirou as primeiras imagens ultravioleta (UV) de Ganimedes, que revelaram um padrão particular nas emissões observadas da atmosfera da lua. A lua exibe bandas de auroras que são um tanto semelhantes às ovais aurorais observadas na Terra e em outros planetas com campos magnéticos. Essas imagens foram, portanto, evidências ilustrativas de que Ganimedes tem um campo magnético permanente. As semelhanças entre as duas observações ultravioleta foram explicadas pela presença de oxigênio molecular, O2. As diferenças eram explicadas na época pela presença de oxigênio atômico, O, que produz um sinal que afeta mais uma cor de UV do que a outra.

Como parte de um grande programa de observação para apoiar a missão Juno da Nasa em 2018, Lorenz Roth, do Instituto Real de Tecnologia (KTH) em Estocolmo, Suécia, liderou uma equipe que partiu para espectros de captura de UV de Ganimedes com o Hubble Cosmic Origins Spectrograph (COS), instrumento para medir a quantidade de oxigênio atômico. Eles realizaram uma análise combinada de novos espectros obtidos em 2018 com o COS e imagens de arquivo do instrumento STIS de 1998 e 2010. Para sua surpresa, e em contraste com as interpretações originais dos dados de 1998, eles descobriram que quase não havia oxigênio atômico na atmosfera de Ganimedes. Isso significa que deve haver outra explicação para as diferenças aparentes entre as imagens da aurora ultravioleta.

Sublimação do gelo

A explicação foi então descoberta por Roth e sua equipe na distribuição relativa das auroras nas duas imagens. A temperatura da superfície de Ganimedes varia fortemente ao longo do dia. Por volta do meio-dia, perto do equador, pode se tornar suficientemente quente para que a superfície gelada libere algumas pequenas quantidades de moléculas de água. Na verdade, as diferenças percebidas entre as imagens UV estão diretamente correlacionadas com onde a água seria esperada na atmosfera da lua.

“Inicialmente, apenas o O2 havia sido observado”, explicou Roth. “Ele é produzido quando partículas carregadas erodem a superfície do gelo. O vapor d’água que agora medimos se origina da sublimação do gelo causada pelo escape térmico de vapor de H2O de regiões geladas aquecidas.”

Missão Juice

A descoberta adiciona antecipação à próxima missão JUpiter ICy luons Explorer (Juice) da Agência Espacial Europeia (ESA). Trata-se da primeira missão de grande classe no programa Cosmic Vision 2015-2025 da ESA. Planejada para lançamento em 2022 e chegada a Júpiter em 2029, ela passará pelo menos três anos fazendo observações detalhadas de Júpiter e três de suas maiores luas. A ênfase maior estará em Ganimedes como um corpo planetário e potencial mundo habitável. Ganimedes foi identificada para investigação detalhada porque fornece um laboratório natural para a análise da natureza, evolução e habitabilidade potencial de mundos gelados em geral e o papel que desempenha dentro do sistema de satélites galileanos e suas interações magnéticas e de plasma únicas com Júpiter e seu ambiente (conhecido como sistema de Júpiter).

“Nossos resultados podem fornecer às equipes de instrumentos da Juice informações valiosas que podem ser usadas para refinar seus planos de observação para otimizar o uso da espaçonave”, acrescentou Roth.

Compreender o sistema de Júpiter e desvendar sua história, desde sua origem até o possível surgimento de ambientes habitáveis, nos proporcionará uma melhor compreensão de como os planetas gigantes gasosos e seus satélites se formam e evoluem. Além disso, espera-se que novos conhecimentos sejam revelados sobre o potencial para o surgimento de vida em sistemas exoplanetários semelhantes a Júpiter.

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