963: Não, não é um berlinde. James Webb revela-nos a sua mais recente maravilha

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ESPAÇO/TITÃ/JAMES WEBB

O Telescópio Espacial James Webb revelou uma nova imagem de Titã, a lua de Saturno em que se acredita poder haver vida extraterrestre.

Michael Radke / NASA / JPL-Caltech

No dia 24 de Agosto, um instrumento vital a bordo do Telescópio Espacial James Webb apresentou um defeito que levou a equipa da missão a desligá-lo.

O problema ocorreu quando o Mid-Infrared Instrument (MIRI) apresentou maior fricção numa das suas rodas enquanto estava no modo Espectroscopia de Resolução Média (MRS).

A equipa da missão colocou o MIRI offline enquanto tentava diagnosticar o problema, deixando o observatório a fazer observações de outras formas.

Isso aconteceu logo depois do Webb ter sido atingido por um grande micro-meteorito no final de Maio, que causou danos a um dos seus principais segmentos de espelho.

Felizmente, o dano causado não alterará o desempenho do telescópio, e a equipa da missão anunciou no início deste mês que restaurou o MIRI ao status operacional.

Com tudo afinado, o Webb mais uma vez virou a sua óptica infravermelha para o cosmos e adquiriu algumas imagens de tirar o fôlego. Isso inclui uma nova imagem da maior lua de Saturno, Titã, que apareceu recentemente online.

A imagem foi processada e carregada no Twitter por Michael Radke, estudante que estuda atmosferas planetárias da John Hopkins University.

Segundo Radke, a imagem foi adquirida entre 4 e 5 de Novembro, que duplicou em escala e acrescentou vermelho, verde e azul para representar diferentes comprimentos de onda (R = 4,8 um, G = 2,1 um, B = 1,4 um). Esses valores foram baseados no Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) da missão Cassini.

Essas cores parecem corresponder ao espectro de absorção de monóxido de carbono (verde), metano (azul) e azoto (vermelho), os gases que compõem a maior parte da atmosfera de Titã.

Titã também parece estar iluminada no canto superior esquerdo da imagem, o que cria a impressão de um nascer do sol. A cientista planetária, autora e jornalista espacial Emily Lakdawalla sugeriu que a fonte poderia ser a luz reflectida da atmosfera de Saturno.

Esta imagem também fornece um vislumbre dos tipos de operações científicas que Webb conduzirá com Titã e outros corpos no nosso Sistema Solar.

Os seus poderosos instrumentos permitirão aos astrónomos estudar a composição química das atmosferas em detalhe. Titã é de particular interesse porque é a única lua na nossa atmosfera com uma atmosfera substancial – onde a pressão do ar é aproximadamente 50% maior que a da Terra.

Como a Terra, a atmosfera de Titã é predominantemente composta de azoto (94%), com hidrocarbonetos como o metano a constituir a segunda maior fracção (5,65%).

Titã é o único outro corpo no Sistema Solar com um ciclo de precipitação e evaporação. Enquanto a Terra tem um ciclo de água, Titã tem um ciclo de metano, onde o metano forma nuvens na atmosfera da lua, cai na superfície como chuva e reabastece os lagos de metano.

Além disso, a atmosfera de Titã é rica em processos químicos, pois os hidrocarbonetos são decompostos pela radiação solar nos seus constituintes (isto é, carbono, hidrogénio, oxigénio e azoto) e então formam novas moléculas que se depositam na superfície.

A atmosfera e a superfície de Titã também possuem algo que nenhum corpo além da Terra possui: um rico ambiente prebiótico e química orgânica. Por esta razão, os astro-biólogos suspeitam que Titã pode ser um dos lugares mais promissores para procurar vida extraterrestre.

Por esses motivos, o Webb precisa dos seus instrumentos em funcionamento, principalmente o MIRI e o Espectrógrafo de infravermelho próximo (NIRSpec). Eles obterão espectros de alta precisão da atmosfera de Titã para observar essas moléculas e processos em funcionamento.

ZAP // The Conversation
28 Novembro, 2022



 

552: “Estaremos sozinhos?”. Encélado pode finalmente responder à pergunta

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/GEOQUÍMICA

NASA / JPL-Caltech
Encélado é o sexto maior satélite natural de Saturno

Encélado, uma das luas de Saturno, pode finalmente responder à pergunta que nos tem atormentado há largas décadas: estaremos sozinhos no Universo?

Cientistas examinaram recentemente como e porque é que o planeta Marte poderia responder à pergunta de longa data: estaremos sozinhos?

Há evidências que sugerem que já foi um mundo muito mais quente e húmido, graças a inúmeras naves espaciais, sondas e rovers que exploraram – e actualmente exploram – a sua atmosfera, superfície e interior.

Olhemos agora para uma das 83 luas de Saturno, um mundo gelado que expele géiseres de gelo de água de fissuras gigantes perto de seu pólo sul, o que é uma forte evidência de um oceano interior e possivelmente de vida. Olhemos para Encélado.

Em termos de exploração espacial, Encélado foi brevemente visitada pela Voyager 1 e Voyager 2 da NASA em 1980 e 1981, respectivamente, e não foi visitada novamente até à sonda Cassini da NASA explorara o sistema de Saturno, realizando vários sobrevoos desta lua gelada a partir de 2005. Foram esses sobrevoos que revelaram a geologia e a composição únicas de Encélado.

“Encélado tem muitos dos ingredientes que consideramos necessários para a vida: um oceano de água líquida sob uma concha gelada; uma fonte de energia (aquecimento das marés); e nutrientes (detectamos compostos de carbono, que podem ser usados como alimento)”, disse Francis Nimmo, professor do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade da Califórnia.

“Neste aspecto não é tão diferente de outras luas com oceanos sub-superficiais, como Europa. O que torna Encélado única é que nos está a dar amostras grátis do seu oceano: há géiseres que lançam vapor de água e cristais de gelo no Espaço, onde podemos apanhá-los e analisá-los.

Por isso, Encélado é um lugar muito bom para procurar potencial vida, porque podemos directamente analisar material do oceano”, acrescentou.

A sonda Cassini da NASA usou seu espectrómetro de massa para descobrir materiais orgânicos, vapor de água, dióxido de carbono, monóxido de carbono e uma mistura de gases voláteis dentro desses géiseres, o que poderia indicar a presença de vida.

Não apenas os géiseres activos indicam a presença de um oceano interno, mas também são indicativos de uma fonte de energia dentro de Encélado.

“Encélado cativou a comunidade de astrobiologia porque é o primeiro mundo oceânico gelado para o qual temos fortes evidências a sugerir a sua habitabilidade”, disse Christopher Glein, cientista-chefe e geoquímico do Southwest Research Institute, no Texas.

“Dados da missão Cassini mostram que Encélado tem os três ingredientes necessários para a vida como a conhecemos. São água líquida, elementos essenciais (incluindo moléculas orgânicas) e uma fonte de energia que pode ser aproveitada pela vida.

Recentemente, descobrimos que a geoquímica do oceano de Encélado torna os minerais de fosfato inusitadamente solúveis lá. Isto sugere fortemente que a disponibilidade de fósforo não impedirá as perspectivas de vida, mas deve servir como uma oportunidade”, acrescentou.

Com a missão Cassini a terminar em 2017, actualmente não há missões activas a explorar o sistema de Saturno, muito menos Encélado. No entanto, existem várias missões futuras actualmente em estudo que podem ajudar-nos a entender melhor Encélado e se pode sustentar vida.

Isso inclui o Enceladus Orbilander da NASA, cujos objectivos científicos incluem determinar se Encélado tem vida, como tem vida e também localizar um local de pouso adequado para uma potencial missão de superfície.

“A Orbilander foi projectada para responder à questão de saber se existe vida no oceano de Encélado da forma mais inequívoca possível”, disse Nimmo. “Como não sabemos que forma a vida tomaria, Orbilander usa várias técnicas diferentes para procurar a presença de atributos semelhantes à vida.

E como a maior parte do material que sai dos géiseres acaba de volta à superfície, Orbilander procurará na ‘neve’ da superfície por sinais de vida, bem como no material que entra em órbita à volta de Encélado. Depois de Orbilander, devemos ter uma boa ideia se Encélado é habitada ou não”.

Enquanto esperamos por outro foguetão para revisitar Encélado, os cientistas continuam a despejar dados da missão Cassini para tentar espremer até ao último pedaço de ciência sobre a lua gelada de Saturno. Sabemos que tem um oceano, o que indica a possibilidade de vida, mas que tipo de vida poderia estar a prosperar nas suas profundezas oceânicas? Como evoluiu e é semelhante à vida na Terra?

Encélado é talvez o mais intrigante dos mundos oceânicos. É tão pequeno que não deveria ter um oceano, mas tem. Após mais de uma década de estudo, agora temos uma melhor compreensão de como as poderosas forças de maré mantêm o interior aquecido e tornam Encélado geologicamente vivo. Essas mesmas forças também poderiam sustentar a actividade biológica?

E com isso, perguntamos se Encélado finalmente responderá à pergunta: “Estaremos sozinhos?”.

ZAP // Universe Today
2 Novembro, 2022



 

306: A inclinação e os anéis de Saturno podem ser o produto de uma antiga lua, já desaparecida

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Os cientistas propõem que uma lua perdida de Saturno, a que chamam Crisálida, puxou o planeta até se desfazer, formando anéis e contribuindo para a inclinação de Saturno.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI

Girando à volta do equador do planeta, os anéis de Saturno são uma prova óbvia de que o planeta tem um eixo de rotação inclinado. O gigante gira num ângulo de 26,7º em relação ao plano em que orbita o Sol.

Os astrónomos há muito que suspeitam que esta inclinação vem de interacções gravitacionais com o seu vizinho Neptuno, à medida que a inclinação de Saturno processa, como um pião, quase ao mesmo ritmo que a órbita de Neptuno.

Mas um novo estudo de modelagem por astrónomos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) e de outras instituições descobriu que, embora os dois planetas possam ter estado uma vez em sincronia, Saturno escapou desde então à atracção de Neptuno.

O que é que foi responsável por este realinhamento planetário? A equipa tem uma hipótese meticulosamente testada: uma lua em falta.

Num estudo publicado a semana passada na revista Science, a equipa propõe que Saturno, que hoje acolhe 83 luas, já acolheu pelo menos mais uma, um satélite extra a que deram o nome de Crisálida.

Juntamente com os seus irmãos, os investigadores sugerem que Crisálida orbitou Saturno durante vários milhares de milhões de anos, puxando e puxando o planeta de uma forma que manteve a sua inclinação, ou “obliquidade”, em ressonância com Neptuno.

Mas há cerca de 160 milhões de anos, estima a equipa, Crisálida tornou-se instável e aproximou-se demasiado do seu planeta num encontro rasante que dilacerou o satélite. A perda da lua foi suficiente para retirar Saturno do alcance de Neptuno e para deixá-lo com a actual inclinação.

Além disso, os investigadores supõem que, embora a maior parte do corpo estilhaçado de Crisálida possa ter colidido com Saturno, uma fracção dos seus detritos pode ter permanecido em órbita, eventualmente quebrando-se em pequenos pedaços gelados para formar os famosos anéis do planeta.

O satélite desaparecido, portanto, pode explicar dois mistérios de longa data: a actual inclinação de Saturno e a idade dos seus anéis, anteriormente estimada em cerca de 100 milhões de anos – muito mais jovens do que o próprio planeta.

“Tal como a crisálida de uma borboleta, este satélite estava há muito adormecido e de repente tornou-se activo, e os anéis emergiram”, diz Jack Wisdom, professor de ciências planetárias no MIT e autor principal do novo estudo.

Os co-autores do estudo incluem Rola Dbouk do MIT, Burkhard Militzer da Universidade da Califórnia em Berkeley, William Hubbard da Universidade do Arizona, Francis Nimmo e Brynna Downey da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e Richard French de Wellesley College.

Um momento de progresso

No início dos anos 2000, os cientistas propuseram a ideia de que o eixo inclinado de Saturno é o resultado do planeta estar preso numa ressonância, ou associação gravitacional, com Neptuno.

Mas as observações feitas pela nave espacial Cassini da NASA, que orbitou Saturno de 2004 a 2017, colocaram uma nova reviravolta no problema. Os cientistas descobriram que Titã, o maior satélite de Saturno, estava a afastar-se de Saturno a uma velocidade de cerca de 11 centímetros por ano.

A rápida migração de Titã, e a sua atracção gravitacional, levaram os cientistas a concluir que a lua era provavelmente responsável pela inclinação e manutenção de Saturno em ressonância com Neptuno.

Mas esta explicação depende de um grande desconhecido: o momento de inércia de Saturno, que é a forma como a massa é distribuída no interior do planeta. A inclinação de Saturno poderia comportar-se de forma diferente, dependendo de a matéria estar mais concentrada no seu núcleo ou mais para a superfície.

“Para progredir no problema, tivemos de determinar o momento de inércia de Saturno”, diz Wisdom.

O elemento perdido

No seu novo estudo, Wisdom e colegas procuraram determinar o momento de inércia de Saturno utilizando algumas das últimas observações feitas pela Cassini no seu “Grande Final”, uma fase da missão durante a qual a nave espacial fez uma passagem extremamente próxima para mapear com precisão o campo gravitacional em torno de todo o planeta. O campo gravitacional pode ser utilizado para determinar a distribuição de massa no planeta.

Wisdom e colegas modelaram o interior de Saturno e identificaram uma distribuição de massa que correspondia ao campo gravitacional que a Cassini observou. Surpreendentemente, descobriram que este momento de inércia recentemente identificado colocou Saturno perto, mas mesmo para lá da ressonância com Neptuno. Os planetas podem ter estado uma vez em sincronia, mas já não estão.

“Depois fomos à caça de formas de tirar Saturno da ressonância com Neptuno”, diz Wisdom.

A equipa realizou primeiro simulações para fazer evoluir a dinâmica orbital de Saturno e das suas luas para trás no tempo, para ver se alguma instabilidade natural entre os satélites existentes poderia ter influenciado a inclinação do planeta. Esta investigação não deu em nada.

Assim, os investigadores reexaminaram as equações matemáticas que descrevem a precessão de um planeta, que é como o eixo de rotação de um planeta muda ao longo do tempo. Um termo nesta equação tem contribuições de todos os satélites. A equipa argumentou que se um satélite fosse retirado desta soma, poderia afectar a precessão do planeta.

A questão era, quão massivo teria de ser aquele satélite, e que dinâmica teria de ter para tirar Saturno da ressonância com Neptuno?

Wisdom e colegas correram simulações para determinar as propriedades de um satélite, tais como a sua massa e raio orbital, e a dinâmica orbital que seria necessária para tirar Saturno da ressonância.

Concluem que a actual inclinação de Saturno é o resultado da ressonância com Neptuno e que a perda do satélite, Crisálida, que tinha aproximadamente o tamanho de Jápeto, a terceira maior lua de Saturno, permitiu-lhe escapar à ressonância.

Algures há cerca de 200 a 100 milhões de anos, Crisálida entrou numa zona orbital caótica, passou por uma série de encontros próximos com Jápeto e Titã e acabou por se aproximar demasiado de Saturno, num encontro rasante que rasgou o satélite em pedaços, deixando uma pequena fracção a orbitar o planeta como um anel de escombros.

A perda de Crisálida, descobriram, explica a precessão de Saturno e a sua actual inclinação, bem como a formação tardia dos seus anéis.

“É uma história muito boa, mas como qualquer outro resultado, terá de ser examinada por outros”, diz Wisdom. “Mas parece que este satélite perdido era apenas uma pupa, à espera de ter a sua instabilidade”.

Astronomia On-line
20 de Setembro de 2022



 

295: Uma lua há muito perdida pode ser responsável pelos anéis de Saturno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Saturno é um dos planetas mais deslumbrantes do nosso Sistema Solar. Os seus belos anéis fazem-no sobressair de praticamente todos os outros planetas que chamam a nossa região do espaço de lar.

Esta beleza, e estes anéis, há muito que parecem quase místicos para os astrónomos. E para muitos, esses mesmos anéis têm permanecido um mistério. Contudo, uma nova investigação pode ter descoberto como apareceram os incríveis anéis que fascinam quem contempla o planeta.

Segundo os resultados da investigação, a origem dos anéis de Saturno é uma lua perdida há muito tempo.

Uma lua que desapareceu

Até agora, descobrimos 82 luas em órbita de Saturno. Mas, um novo estudo de um grupo de investigadores afirma que poderá ter havido 83 luas. Além disso, é esta 83.ª lua que pode ser responsável pela origem dos anéis de Saturno.

Investigações anteriores sobre o espectacular planeta mostraram que os anéis de Saturno têm apenas cerca de 100 milhões de anos de idade, muito mais novos do que o próprio planeta.

Embora este possa ser um tema de muitos debates, este novo estudo publicado na revista Science diz que o envelhecimento destes anéis poderia estar ligado a um evento de há cerca de 160 milhões de anos.

Lua que se aproximou de mais do gigante Saturno

Os investigadores afirmam que uma 83.ª lua tornou-se instável, e a sua órbita oscilou demasiado perto de Saturno. Quando isso aconteceu, a lua experimentou aquilo a que os investigadores chamam um “encontro de pastoreio”, e a lua foi despedaçada.

Enquanto o gigante gasoso teria engolido grande parte da massa e material da lua, uma pequena percentagem da mesma provavelmente permaneceu, actuando como a origem dos anéis de Saturno.

É uma ideia intrigante e apenas uma das muitas explicações possíveis. Para descobrir esta possibilidade, os investigadores dizem que utilizaram a modelação por computador transmitida em medições recolhidas em 2017. A missão Cassini da NASA tinha acabado de terminar um período de 13 anos explorando Saturno e as suas luas, recolhendo mais informação sobre o gigante do gás do que nunca.

Mas os investigadores dizem que a teoria da lua perdida não é apenas uma possibilidade para a origem dos anéis de Saturno. Pode também lançar alguma luz sobre duas outras características intrigantes: Saturno é conhecido pela sua invulgar inclinação e pela estranha órbita que Titã, uma das luas de Saturno, agora segue.

Anteriormente, os cientistas acreditavam que Neptuno, o planeta vizinho de Saturno, era o responsável pela sua inclinação.

Contudo, a perda desta lua, a que os investigadores chamaram Chrysalis, poderia tê-los levado a deixar Saturno com a sua actual inclinação. Se esta teoria da lua há muito perdida é ou não a verdadeira origem dos anéis de Saturno, não é claro.

Ainda assim, é uma hipótese interessante, e talvez mais investigação e observações por naves espaciais como James Webb poderiam ajudar a fornecer mais provas para a provar ou refutar.

Pplware
Autor: Vítor M.