Luas de Júpiter podem estar aquecendo umas às outras

O aquecimento de maré e a ação gravitacional das luas e do próprio planeta gigante ajudariam esses satélites a ser mais quentes do que o esperado

Montagem de imagens da Voyager 1 com Júpiter (no alto, à direita) e suas principais luas, a partir da esquerda: Io, Ganimedes, Europa e Calisto. Crédito: Nasa/JPL

As luas de Júpiter são bem mais quentes do que deveriam, dada sua distância do Sol. Essa é a conclusão apresentada por pesquisadores americanos em artigo publicado na revista “Geophysical Research Letters”.

Em um processo chamado aquecimento de maré, os puxões gravitacionais das luas de Júpiter e do próprio planeta esticam e comprimem as luas o suficiente para aquecê-las. Como resultado, alguns desses satélites gelados contêm interiores quentes o suficiente para abrigar oceanos de água líquida e, no caso da lua rochosa Io, o aquecimento das marés transforma a rocha em magma.

Os pesquisadores acreditavam que o gigante gasoso Júpiter era responsável pela maior parte do aquecimento das marés associado aos líquidos contidos nas luas. O novo estudo, porém, revelou que as interações lua-lua podem ser mais responsáveis ​​pelo aquecimento do que Júpiter sozinho.

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“É surpreendente porque as luas são muito menores do que Júpiter. Você não esperaria que elas pudessem criar uma resposta de maré tão grande”, disse o principal autor do artigo, Hamish Hay, pós-doutorado no Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) em Pasadena, Califórnia, que fez a pesquisa quando era aluno de graduação no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona.

Mundos oceânicos

Compreender como as luas influenciam umas às outras é importante porque isso pode lançar luz sobre a evolução do sistema lunar como um todo. Júpiter tem quase 80 luas, as quatro maiores das quais são Io, Europa, Ganimedes e Calisto.

“Manter os oceanos subterrâneos livres de congelamento ao longo dos tempos geológicos requer um equilíbrio preciso entre o aquecimento interno e a perda de calor. E ainda temos várias evidências de que Europa, Ganimedes, Calisto e outras luas deveriam ser mundos oceânicos”, disse o coautor Antony Trinh, pesquisador de pós-doutorado no Laboratório Lunar e Planetário.

Ele acrescentou: “Io, a lua mais próxima de Júpiter, mostra ampla atividade vulcânica, outra consequência do aquecimento das marés, mas em uma intensidade mais alta provavelmente experimentada por outros planetas terrestres, como a Terra, em sua história inicial. Em última análise, queremos entender a origem de todo esse calor, tanto por sua influência na evolução e habitabilidade dos muitos mundos em todo o Sistema Solar e além.”

Ressonância de maré

O truque para o aquecimento de maré é um fenômeno chamado ressonância das marés. “A ressonância cria muito mais aquecimento”, disse Hay. “Basicamente, se você empurrar qualquer objeto ou sistema e deixá-lo ir, ele oscilará em sua própria frequência natural. Se você continuar empurrando o sistema na frequência certa, essas oscilações ficarão cada vez maiores, como quando você está empurrando um balanço. Se você empurrar o balanço no momento certo, ele vai mais alto, mas se errar no tempo e no movimento, o balanço é amortecido.”

A frequência natural de cada lua depende da profundidade de seu oceano. “Essas ressonâncias de maré eram conhecidas antes deste trabalho, mas conhecidas apenas por marés devido a Júpiter, que só pode criar esse efeito de ressonância se o oceano for realmente fino (menos de 300 metros), o que é improvável”, disse Hay. “Quando as forças das marés atuam em um oceano global, criam uma onda gigantesca na superfície que acaba se propagando ao redor do equador com uma certa frequência ou período.”

De acordo com o modelo dos pesquisadores, a influência isolada de Júpiter não pode criar marés com a frequência certa para ressoar com as luas porque os oceanos das luas são considerados muito espessos. Só quando os pesquisadores acrescentaram a influência gravitacional das outras luas é que começaram a ver as forças das marés se aproximando das frequências naturais das luas.

Derretimento

Quando as marés geradas por outros objetos no sistema lunar de Júpiter correspondem à frequência de ressonância de cada satélite, aquela lua começa a manifestar mais aquecimento do que devido às marés levantadas apenas por Júpiter. Nos casos mais extremos, isso pode resultar no derretimento do gelo ou de rochas internamente.

Para que as luas experimentem a ressonância das marés, seus oceanos devem ter dezenas a centenas de quilômetros de espessura. Isso está de acordo com as estimativas atuais dos cientistas. No entanto, existem algumas ressalvas às descobertas dos pesquisadores.

Seu modelo assume que as ressonâncias de maré nunca ficam muito extremas, disse Hay. Ele e sua equipe desejam retornar a essa variável no modelo e ver o que acontece quando eliminam essa restrição. Hay também espera que estudos futuros possam inferir a verdadeira profundidade dos oceanos nessas luas.

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