Usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), os astrônomos descobriram que Ariel, uma lua de Uranopode estar escondido em um oceano de água líquida enterrado.
A descoberta pode fornecer uma resposta para um mistério em torno desta lua uraniana que deixou os cientistas perplexos: o fato de a superfície de Ariel ser coberta com uma quantidade significativa de gelo de dióxido de carbono. Isso é intrigante porque à distância que Urano e suas luas existem do sol, 20 vezes mais longe o sol que Terrao dióxido de carbono vira gás e é perdido no espaço. Isso significa que algum processo deve refrescar o dióxido de carbono na superfície de Ariel.
Teorias anteriores sugeriram que isso acontece como resultado de interações entre a superfície de Ariel e partículas carregadas presas na magnetosfera de Urano, que fornecem radiação ionizante, quebrando moléculas e deixando dióxido de carbono, um processo chamado “radiólise”.
No entanto, novas evidências do JWST sugerem que a fonte desse dióxido de carbono pode não vir de fora de Ariel, mas de seu interior, possivelmente de um oceano subterrâneo enterrado.
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Como os elementos químicos e moléculas absorvem e emitem luz em comprimentos de onda característicos, eles deixam “impressões digitais” individuais nos espectros. A equipe por trás dessa descoberta usou o JWST para reunir espectros de luz de Ariel, o que os ajudou a pintar um quadro da composição química da lua uraniana.
Comparando isso com espectros simulados de uma mistura química em laboratório aqui na Terra, revelou à equipe que Ariel tem alguns dos depósitos mais ricos em dióxido de carbono do planeta. sistema solar. Isso não apenas adicionou 10 milímetros (0,4 polegadas) de espessura ao gelo no lado de Ariel, bloqueado pela maré, que fica permanentemente voltado para longe de Urano, mas também revelou depósitos claros de monóxido de carbono pela primeira vez.
“Simplesmente não deveria estar lá. Você tem que chegar a 30 kelvins [minus 405 degrees Fahrenheit] antes que o monóxido de carbono se estabilize”, disse o líder da equipe Richard Cartwright do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins (APL) disse em uma declaração. “O monóxido de carbono teria que ser reposto ativamente, sem dúvida.”
Isso ocorre porque a temperatura da superfície de Ariel é, em média, cerca de 18 graus Celsius mais quente que essa temperatura principal.
Cartwright reconhece que a radiólise pode ser responsável por parte dessa reposição. No entanto, observações do sobrevoo da Voyager 2 em 1986 por Urano e suas luas e outras descobertas recentes sugeriram que as interações por trás da radiólise podem ser limitadas porque Urano campo magnético o eixo e o plano orbital de suas luas são deslocados um do outro em cerca de 58 graus.
Isso significa que a maioria dos compostos de carbono/oxigênio vistos na superfície de Ariel podem ser criados por processos químicos em um oceano de água líquida preso sob o gelo em Ariel.
Cliente legal Ariel pode ter um temperamento vulcânico
Uma vez criados no oceano de água de Ariel, esses óxidos de carbono poderiam escapar através de rachaduras na camada de gelo da lua de Urano ou poderiam até mesmo ser ejetados explosivamente por poderosas plumas eruptivas.
Cientistas suspeitam há algum tempo que a superfície rachada e marcada de Ariel pode indicar a presença de criovulcões ativos, vulcões que expelem plumas de lama gelada em vez de lava. Essas plumas podem ser tão poderosas que lançam material no campo magnético de Urano.
A maioria das rachaduras e sulcos vistos na superfície de Ariel estão localizados no lado da lua que fica de costas para Urano. Se dióxido de carbono e monóxido de carbono estão vazando dessas características para a superfície da lua uraniana, isso poderia explicar por que esses compostos são encontrados em maior abundância neste lado posterior do corpo gelado.
O JWST também captou mais evidências químicas de um oceano de água líquida subterrânea. A análise espectral sugeriu a presença de minerais de carbonita, sais criados quando a rocha encontra e interage com água líquida.
“Se nossa interpretação dessa característica de carbonato estiver correta, então esse é um resultado bem grande porque significa que ele teve que se formar no interior”, explicou Cartwright. “Isso é algo que precisamos absolutamente confirmar, seja por meio de observações futuras, modelagem ou alguma combinação de técnicas.”
Urano e suas luas não são visitados por uma nave espacial desde Viajante 2 quase quatro décadas atrás, e esta nem era a missão primária da nave espacial. Em 2023, a pesquisa decadal da Planetary Science and Astrobiology enfatizou a necessidade de priorizar uma missão dedicada ao sistema uraniano.
Cartwright acredita que tal missão representaria uma oportunidade de coletar informações valiosas sobre Urano e Netunoo outro gigante de gelo do sistema solar. Tal missão também poderia fornecer dados vitais sobre as outras luas potencialmente portadoras de oceanos desses sistemas. Essas informações poderiam então ser aplicadas a planetas extrassolares, ou “exoplanetas“além do sistema solar.
“Todos esses novos insights ressaltam o quão atraente é o sistema uraniano”, disse o membro da equipe e NASA O cientista do Laboratório de Física Aplicada Ian Cohen disse. “Seja para desvendar as chaves de como o sistema solar se formou, entender melhor a complexa magnetosfera do planeta ou determinar se essas luas são potenciais mundos oceânicos, muitos de nós na comunidade de ciência planetária estamos realmente ansiosos por uma futura missão para explorar Urano.”
A pesquisa da equipe foi publicada na quarta-feira (24 de julho) em Cartas do Jornal Astrofísico.
