O que os pesquisadores descobriram em Titã não era o que todos previam.
Uma nova análise dos dados de espaçonaves coletados há mais de dez anos sugere que a maior lua de Saturno, Titan, provavelmente não contém um oceano massivo sob sua superfície congelada, como os cientistas acreditavam anteriormente. Em vez disso, ao se aprofundar na casca de gelo de Titan, é provável que sejam reveladas camadas adicionais…
Uma nova análise dos dados de espaçonaves coletados há mais de dez anos sugere que a maior lua de Saturno, Titan, provavelmente não contém um oceano massivo sob sua superfície congelada, como os cientistas acreditavam anteriormente. Em vez disso, ao se aprofundar na casca de gelo de Titan, é provável que sejam reveladas camadas adicionais de gelo que, gradualmente, se transformam em caminhos lamacentos e em bolsões isolados de água líquida mais próximos do interior rochoso da lua.
Interpretações anteriores dos dados da missão Cassini da NASA em Saturno levaram os cientistas a propor a existência de um profundo oceano de água líquida escondido sob o gelo de Titan. No entanto, quando os pesquisadores testaram essa ideia usando modelos computacionais, os resultados não se alinharam com as características físicas observadas nos dados. Uma reanálise mais próxima produziu novas – e mais lamacentas – conclusões. Esses resultados podem levar os cientistas a revisitar suposições sobre outros mundos gelados e refinar a maneira como buscam vida em Titan.
“Em vez de um oceano aberto como temos aqui na Terra, provavelmente estamos olhando para algo mais parecido com o gelo marinho do Ártico ou aquíferos, o que tem implicações sobre que tipo de vida poderíamos encontrar, mas também sobre a disponibilidade de nutrientes, energia e assim por diante,” disse Baptiste Journaux, professor assistente de ciências da Terra e espaço da Universidade de Washington.
O estudo, publicado em 17 de dezembro na Nature, foi liderado pela NASA, com contribuições de Journaux e Ula Jones, uma estudante de graduação da UW em ciências da Terra e espaço em seu laboratório.
O Legado da Cassini e a Superfície Inusitada de Titan
A missão Cassini começou em 1997 e continuou por quase duas décadas, coletando informações extensas sobre Saturno e suas 274 luas. Titan – envolta por uma atmosfera nevoenta – destaca-se como o único lugar além da Terra onde se sabe que existe líquido na superfície. Com temperaturas próximas a -297 graus Fahrenheit, esse líquido é metano, e não água. O metano forma lagos em Titan e até cai do céu como chuva.
À medida que Titan orbita Saturno em uma trajetória alongada, os cientistas notaram que a lua se estica e se comprime dependendo de sua posição em relação ao planeta. Em 2008, pesquisadores argumentaram que essa flexão pronunciada poderia ocorrer apenas se um oceano grande existisse sob a crosta de Titan.
“O grau de deformação depende da estrutura interna de Titan. Um oceano profundo permitiria que a crosta flexionasse mais sob a atração gravitacional de Saturno, mas se Titan estivesse totalmente congelada, não se deformaria tanto,” disse Journaux. “A deformação que detectamos durante a análise inicial dos dados da missão Cassini poderia ser compatível com um oceano global, mas agora sabemos que essa não é a história completa.”
Um Atraso Sutil no Tempo Revela um Interior Lamacento
A nova pesquisa adiciona um fator importante que estudos anteriores não consideraram completamente: o tempo. As mudanças na forma de Titan têm um atraso de aproximadamente 15 horas em relação à maior atração da gravidade de Saturno. Mover um material espesso e pegajoso requer mais energia do que deslocar um líquido livre, de maneira similar a como mexer mel exige mais esforço do que mexer água. Ao medir esse atraso, os cientistas puderam estimar quanta energia Titan absorve à medida que se deforma, oferecendo uma visão sobre quão espesso ou viscoso deve ser seu interior.
A quantidade de energia perdida, ou dissipada, dentro de Titan acabou sendo muito maior do que o esperado se um oceano líquido global estivesse presente.
“Ninguém esperava uma dissipada de energia muito forte dentro de Titan. Isso foi a prova definitiva indicando que o interior de Titan é diferente do que foi inferido a partir de análises anteriores,” disse Flavio Petricca, um bolsista de pós-doutorado no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e autor principal do estudo.
Com base nessas descobertas, os pesquisadores propõem um interior formado em grande parte por lama, com significativamente menos água líquida do que se pensava anteriormente. Esse material lamacento é denso o suficiente para explicar a resposta retardada à gravidade de Saturno, enquanto ainda contém água suficiente para permitir que Titan mude de forma.
Sinais de Rádio e Física Extrema Apoiam o Modelo
Petricca chegou a essas conclusões analisando as frequências de ondas de rádio transmitidas pela espaçonave Cassini durante aproximacões próximas de Titan. Journaux ajudou a interpretar os resultados usando termodinâmica. Seu trabalho se concentra em como a água e os minerais se comportam sob pressão intensa, conhecimento que é fundamental para entender se outros ambientes planetários podem suportar vida.
“A camada aquosa em Titan é tão espessa, a pressão é tão imensa, que a física da água muda. A água e o gelo se comportam de maneira diferente da água do mar aqui na Terra,” disse Journaux.
Em seu laboratório de física de criominerais planetários na UW, os pesquisadores passaram anos desenvolvendo métodos para recriar as condições extremas encontradas em outros mundos. Com base nesse trabalho, Journaux forneceu a Petricca e seus colegas dados descrevendo como a água e o gelo devem se comportar nas profundezas de Titan.
“Pudemos ajudá-los a determinar que sinal gravitacional deveriam esperar ver com base nos experimentos realizados aqui na UW,” disse Journaux. “Foi muito gratificante.”
O Que a Lama Poderia Significar para a Vida em Titan
“A descoberta de uma camada lamacenta em Titan também tem implicações emocionantes para a busca de vida além do nosso sistema solar,” disse Jones. “Isso expande a gama de ambientes que poderíamos considerar habitáveis.”
Enquanto a ideia de um vasto oceano uma vez alimentou o otimismo sobre a vida em Titan, os pesquisadores sugerem que a nova visão pode, na verdade, melhorar as chances. Sua análise indica que os bolsões de água doce de Titan poderiam atingir temperaturas tão altas quanto 68 graus Fahrenheit. Nessas volumes menores de água, os nutrientes estariam mais concentrados do que em um grande oceano, potencialmente facilitando a sobrevivência de formas de vida simples.
Embora os cientistas não esperem encontrar peixes nadando pelos canais lamacentos de Titan, qualquer vida descoberta lá poderia se assemelhar a organismos encontrados nas regiões polares da Terra.
Journaux também faz parte da próxima missão Dragonfly da NASA para Titan, programada para ser lançada em 2028. As descobertas deste estudo ajudarão a informar essa missão, e Journaux espera que futuros dados forneçam tanto evidências de vida quanto uma resposta definitiva sobre a presença de um oceano sob o gelo de Titan.
Os co-autores incluem Steven D. Vance, Marzia Parisi, Dustin Buccino, Gael Cascioli, Julie Castillo-Rogez, Mark Panning e Jonathan I. Lunine da NASA; Brynna G. Downey do Southwest Research Institute; Francis Nimmo e Gabriel Tobie da Universidade de Nantes; Andrea Magnanini da Universidade de Bolonha; Amirhossein Bagheri do Instituto de Tecnologia da Califórnia e Antonio Genova da Universidade Sapienza de Roma.
Esta pesquisa foi financiada pela NASA, pela Fundação Nacional da Suíça para a Ciência e pela Agência Espacial Italiana.
