995: A atmosfera da Terra pode ser fonte de alguma água lunar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A imagem mostra a distribuição de gelo superficial no pólo sul (esquerda) e no pólo norte (direita) da Lua, detectado pelo instrumento M3 (Moon Mineralogy Mapper) da NASA a bordo da sonda indiana Chandrayaan-1 em 2009. O azul representa as localizações de gelo, traçadas sobre uma imagem da superfície lunar, onde a escala cinzenta corresponde à temperatura da superfície (zonas mais escuras representando áreas mais frias e sombras mais claras indicando zonas mais quentes). O gelo está concentrado nos locais mais escuros e frios, nas sombras das crateras. Esta imagem foi a primeira vez que os cientistas observaram directamente evidências de água gelada na superfície da Lua.
Crédito: NASA

De acordo com novas investigações por cientistas do Instituto Geofísico da Universidade do Alaska Fairbanks, os iões de hidrogénio e oxigénio que escapam da atmosfera superior da Terra e se combinam na Lua podem ser uma das fontes de água e gelo lunares conhecidas.

O trabalho liderado por Gunther Kletetschka, professor associado, acrescenta a um corpo crescente de investigação sobre a água nos pólos norte e sul da Lua.

Encontrar água é fundamental para o projecto Artemis da NASA, a planeada presença humana a longo prazo na Lua. A NASA planeia enviar humanos de volta à Lua nesta década.

“Dado que a equipa Artemis da NASA planeia construir uma base no pólo sul da Lua, os iões de água que tiveram origem há muitos éones atrás na Terra podem ser usados no sistema de suporte de vida dos astronautas,” disse Kletetschka.

A nova investigação estima que as regiões polares da Lua podem conter até 3500 quilómetros cúbicos ou mais de água gelada à superfície ou sub-superficial criada a partir de iões que escaparam à atmosfera da Terra. Trata-se de um volume comparável ao lago Huron da América do Norte, o oitavo maior lago do mundo.

Os investigadores basearam esse total no cálculo do modelo de volume mais baixo – 1% do escape atmosférico da Terra que alcança a Lua.

Pensa-se geralmente que a maioria da água lunar tenha sido depositada por asteróides e cometas que colidiram com a Lua. A maioria foi durante um período conhecido como Intenso Bombardeamento Tardio. Argumenta-se que nesse período, há cerca de 3,5 mil milhões de anos, quando o Sistema Solar tinha cerca de mil milhões de anos, os planetas interiores primitivos e a Lua da Terra sofreram impactos invulgarmente pesados por asteróides.

Os cientistas também teorizam que o vento solar possa ser uma fonte. O vento solar transporta iões de oxigénio e hidrogénio, que podem ter sido combinados e depositados na Lua como moléculas de água.

Agora há uma forma adicional de explicar como a água se acumula na Lua.

A investigação foi publicada dia 16 de Março na revista Scientific Reports num artigo em co-autoria com o estudante de doutoramento Nicholas Hasson do Instituto Geofísico e do Centro de Investigação da Água e do Ambiente da Universidade do Alaska Fairbanks. Vários colegas da República Checa estão também entre os co-autores.

Kletetschka e colegas sugerem que os iões de hidrogénio e oxigénio são levados para a Lua quando esta passa pela cauda da magnetosfera da Terra, o que acontece em cinco dias da viagem mensal da Lua em torno do planeta. A magnetosfera é a bolha em forma de lágrima criada pelo campo magnético da Terra que protege o planeta de grande parte do fluxo contínuo de partículas solares carregadas.

Medições recentes de várias agências espaciais – NASA, ESA, JAXA e ISRO – revelaram números significativos de iões formadores de água presentes durante o trânsito da Lua através desta parte da magnetosfera.

Estes iões têm-se acumulado lentamente desde o Intenso Bombardeamento Tardio.

A presença da Lua na cauda da magnetosfera, chamada magnetocauda, afecta temporariamente algumas das linhas do campo magnético da Terra – aquelas que são quebradas e que se arrastam simplesmente para o espaço durante muitos milhares de quilómetros. Nem todas as linhas do campo magnético da Terra estão ligadas ao planeta em ambas as extremidades; algumas têm apenas um ponto de ligação.

A presença da Lua na magnetocauda faz com que algumas destas linhas partidas de campo voltem a ligar-se com a sua contraparte oposta partida. Quando isso acontece, os iões de hidrogénio e oxigénio que escaparam à Terra correm para essas linhas de campo reconectadas e são acelerados de volta para a Terra.

Os autores do artigo sugerem que muitos desses iões que regressam atingem a Lua que passa, a qual não tem uma magnetosfera própria para os repelir.

“É como se a Lua estivesse no duche – um duche de iões de água que voltam para a Terra, caindo sobre a superfície da Lua,” disse Kletetschka.

Os iões combinam-se então para formar o pergelissolo lunar. Parte, através de processos geológicos e outros, tais como impactos de asteróides, são conduzidos abaixo da superfície, onde podem tornar-se água líquida.

A equipa de investigação usou dados gravitacionais da sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA para estudar regiões polares juntamente com várias grandes crateras lunares. Anomalias em medições subterrâneas de crateras de impacto indicam locais de rocha fracturada conducentes a conter água líquida ou gelo. As medições de gravidade nesses locais subterrâneos sugerem a presença de gelo ou água líquida, lê-se no artigo científico.

A investigação mais recente baseia-se em trabalhos publicados em Dezembro de 2020 por quatro dos autores do novo artigo, incluindo Kletetschka.

Astronomia On-line
3 de Maio de 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética de Putin, na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union of Putin, in Ukraine


 

476: Encontradas evidências de um oceano dentro da “Estrela da Morte” de Saturno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/GEOFÍSICA

NASA / JPL
Famosa por se parecer com a “Estrela da Morte” de “Guerra das Estrelas”, Mimas agora chama a atenção por poder conter um oceano subterrâneo

Uma cientista do SwRI empenhou-se em provar que a minúscula lua mais interior de Saturno era um satélite inerte congelado e, em vez disso, descobriu evidências convincentes de que Mimas tem um oceano líquido interno.

Famosa por se parecer com a “Estrela da Morte” de “Guerra das Estrelas”, Mimas agora chama a atenção por poder conter um oceano subterrâneo

Nos últimos dias da missão Cassini da NASA, a nave espacial identificou uma curiosa libração, ou oscilação, na rotação da lua, que muitas vezes aponta para um corpo geologicamente activo capaz de suportar um oceano interno.

“Se Mimas tiver um oceano, representa uma nova classe de pequenos mundos oceânicos ‘furtivos’ com superfícies que não traem a existência do oceano,” disse a Dra. Alyssa Rhoden do SwRI, especialista em geofísica de satélites gelados, particularmente os que contêm oceanos, e na evolução dos sistemas de satélites de planetas gigantes.

Uma das descobertas mais profundas da ciência planetária nos últimos 25 anos é que mundos com oceanos por baixo de camadas de rocha e gelo são comuns no nosso Sistema Solar. Tais mundos incluem os satélites gelados dos planetas gigantes, como Europa, Titã e Encélado, bem como objectos distantes como Plutão.

Os mundos como a Terra, com oceanos à superfície, têm que residir dentro de uma estreita gama de distâncias até à sua estrela a fim de manter as temperaturas que suportam oceanos líquidos.

Contudo, os mundos com oceanos interiores encontram-se numa gama muito mais vasta de distâncias, expandindo largamente o número de mundos habitáveis susceptíveis de existir em toda a Galáxia.

“Tendo em conta que a superfície de Mimas é altamente craterada, pensámos que se tratava apenas de um bloco de gelo,” disse Rhoden.

“Os mundos com oceanos interiores, como Encélado e Europa, tendem a estar fracturados e mostram outros sinais de actividade geológica. Afinal, a superfície de Mimas estava a enganar-nos e o nosso novo entendimento expandiu em muito a definição de um mundo potencialmente habitável no nosso Sistema Solar e mais além.”, acrescentou.

Os processos das marés dissipam a energia orbital e rotacional como calor num satélite. Para corresponder à estrutura interior inferida a partir da libração de Mimas, o aquecimento de marés dentro da lua deve ser suficientemente grande para evitar o congelamento do oceano, mas suficientemente pequeno para manter uma espessa concha gelada.

Utilizando modelos de aquecimento por maré, a equipa desenvolveu métodos numéricos para criar a explicação mais plausível para uma concha de gelo estável com 23 a 32 km de espessura sobre um oceano líquido.

“Na maioria das vezes, quando criamos estes modelos, temos de os refinar para produzir o que observamos,” disse Rhoden. “Desta vez, as evidências para um oceano interno acabaram por dar os cenários mais realistas de estabilidade da concha gelada e de librações observadas.”

A equipa descobriu também que o fluxo de calor da superfície era muito sensível à espessura da concha de gelo, algo que uma nave espacial pode verificar. Por exemplo, a nave espacial Juno está programada para voar por Europa e utilizar o seu radiómetro de micro-ondas a fim de medir fluxos de calor nesta lua joviana.

Estes dados vão permitir aos cientistas compreender como o fluxo de calor afecta as conchas geladas de mundos oceânicos como Mimas, que são particularmente interessantes à medida que a Europa Clipper da NASA se aproxima do seu lançamento previsto para 2024.

“Embora os nossos resultados apoiem um oceano actual dentro de Mimas, é um desafio reconciliar as características orbitais e geológicas com a nossa actual compreensão da sua evolução termo-orbital,” disse Rhoden.

“A avaliação do estatuto de Mimas como uma lua oceânica seria uma referência para os modelos da sua formação e evolução. Isto ajudar-nos-ia a compreender melhor os anéis de Saturno e as luas de tamanho médio, bem como a prevalência de luas oceânicas potencialmente habitáveis, particularmente em Úrano. Mimas é um alvo atraente para mais investigações.”, acrescentou.

O estudo foi recentemente publicado na revista científica Icarus.

ZAP //CCVAlg

CCVAlg
31 Janeiro, 2022


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