Uma nova análise de dados de naves espaciais coletados há mais de dez anos sugere que Titã, a maior lua de Saturno, provavelmente não contém um oceano massivo sob sua superfície congelada, como os cientistas acreditavam anteriormente. Em vez disso, ao descer pela casca de gelo de Titã, seria mais provável encontrar camadas adicionais de gelo que gradualmente se transformam em caminhos lamacentos e bolsões isolados de água líquida mais perto do interior rochoso da lua.
Interpretações anteriores dos dados da missão Cassini da NASA em Saturno levaram os cientistas a propor um grande oceano de água líquida escondido sob o gelo de Titã. No entanto, quando os pesquisadores testaram essa ideia usando modelos computacionais, os resultados não se alinhavam com as características físicas observadas nos dados. Uma reanálise mais cuidadosa produziu novas conclusões mais “lamacentas”. Esses resultados podem levar os cientistas a revisar suposições sobre outros mundos gelados e a refinar sua busca por vida em Titã.
“Em vez de um oceano aberto como temos aqui na Terra, provavelmente estamos olhando para algo mais parecido com o gelo marinho ártico ou aquíferos, o que tem implicações para 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 do 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 pós-graduação em ciências da Terra e do espaço em seu laboratório.
Legado da Cassini e Superfície Incomum de Titã
A missão Cassini começou em 1997 e continuou por quase duas décadas, coletando informações extensas sobre Saturno e suas 274 luas. Titã — envolta em uma atmosfera enevoada — se destaca 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, não água. O metano forma lagos em Titã e até cai do céu como chuva.
À medida que Titã viaja ao redor de Saturno em uma órbita 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 acentuada só poderia ocorrer se um grande oceano existisse sob a crosta de Titã.
“O grau de deformação depende da estrutura interna de Titã. Um oceano profundo permitiria que a crosta se flexionasse mais sob a atração gravitacional de Saturno, mas se Titã estivesse totalmente congelado, não iria se deformar 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 Tempo de Atraso Sutil Revela um Interior Lamacento
A nova pesquisa adiciona um fator importante que estudos anteriores não consideraram completamente: o tempo. As mudanças de forma de Titã atrasam cerca de 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 fluindo, semelhante a como mexer mel exige mais esforço do que mexer água. Ao medir esse atraso, os cientistas puderam estimar quanta energia Titã absorve à medida que se deforma, oferecendo uma visão sobre quão espesso ou viscoso seu interior deve ser.
A quantidade de energia perdida, ou dissipada, dentro de Titã resultou ser muito maior do que se esperava se um oceano líquido global estivesse presente.
“Ninguém esperava uma dissipação de energia muito forte dentro de Titã. Isso foi a prova contundente que indicava que o interior de Titã é diferente do que foi inferido a partir de análises anteriores,” disse Flavio Petricca, um pós-doutorando do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e autor principal do estudo.
Com base nesses achados, os pesquisadores propõem um interior composto em grande parte de lama, com significativamente menos água líquida do que se supunha anteriormente. Esse material lamacento é espesso o suficiente para explicar a resposta retardada à gravidade de Saturno, enquanto ainda contém água suficiente para permitir que Titã mude de forma.
Sinais de Rádio e Física Extrema Apoiam o Modelo
Petricca chegou a essas conclusões analisando as frequências das ondas de rádio transmitidas pela sonda Cassini durante sobrevoos próximos de Titã. Journaux ajudou a interpretar os resultados usando termodinâmica. Seu trabalho foca em como a água e os minerais se comportam sob intensa pressão, conhecimento fundamental para entender se outros ambientes planetários podem apoiar vida.
“A camada aquosa em Titã é tão espessa, a pressão é tão imensa, que a física da água muda. A água e o gelo se comportam de maneira diferente do que a 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. Utilizando esse trabalho, Journaux forneceu a Petricca e seus colegas dados que descrevem como a água e o gelo devem se comportar nas profundezas de Titã.
“Pudemos ajudá-los a determinar qual sinal gravitacional eles deveriam esperar ver com base nos experimentos realizados aqui na UW,” declarou Journaux. “Foi muito gratificante.”
O que a Lama Poderia Significar para a Vida em Titã
“A descoberta de uma camada lamacenta em Titã também tem implicações empolgantes para a busca por vida além do nosso sistema solar,” disse Jones. “Expande a gama de ambientes que poderíamos considerar habitáveis.”
Embora a ideia de um vasto oceano tenha alimentado anteriormente a otimismo sobre vida em Titã, os pesquisadores sugerem que a imagem atualizada pode realmente melhorar as chances. Sua análise indica que os bolsões de água doce de Titã podem alcançar temperaturas de até 68 graus Fahrenheit. Nesses volumes menores de água, os nutrientes estariam mais concentrados do que em um grande oceano, potencialmente tornando mais fácil para formas de vida simples sobreviverem.
Embora os cientistas não esperem encontrar peixes nadando pelos canais lamacentos de Titã, qualquer vida descoberta lá pode se assemelhar a organismos encontrados nas regiões polares da Terra.
Journaux também faz parte da próxima missão Dragonfly da NASA para Titã, programada para ser lançada em 2028. As descobertas deste estudo ajudarão a informar essa missão, e Journaux espera que dados futuros forneçam evidências de vida e uma resposta definitiva sobre a presença de um oceano sob o gelo de Titã.
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 Suíça da Ciência e pela Agência Espacial Italiana.
