Hubble descobre jactos de vapor de água no pólo sul de Europa

Sobreposição na mesma escala de uma imagem em ultravioleta dos jactos de vapor de água europeanos sobre uma imagem real em luz visível de Europa e Júpiter.
Crédito: NASA/ESA/M. Kornmesser.

Cientistas anunciaram na semana passada a descoberta de jactos de vapor de água na região do pólo sul de Europa. Usando o telescópio espacial Hubble, a equipa liderada por Lorenz Roth do Southwest Research Institute, em San Antonio, nos EUA, observou as emissões ultravioletas do vapor de água pairando acima do hemisfério sul da lua de Júpiter, providenciando assim as primeiras evidências directas da presença de gêiseres na superfície europeana.

Observações realizadas pelas missões Voyager e Galileo tinham já sugerido a presença de um oceano líquido global debaixo da crusta gelada de Europa, o que tornou a lua joviana num dos principais alvos na busca por mundos potencialmente habitáveis além da Terra." A descoberta de que vapor de água é ejectado nas proximidades do pólo sul fortalece a posição de Europa como candidato de topo para uma potencial habitabilidade", afirma Roth. "No entanto, não sabemos ainda se estes jactos estão ou não ligados à água subsuperficial."

Esta descoberta torna Europa na segunda lua conhecida no Sistema Solar com gêiseres de vapor de água na sua superfície. Em 2005, a Cassini tinha já detectado estruturas semelhantes na região do pólo sul da lua saturniana Encélado.

Gêiseres na região do pólo sul de Encélado. O arco brilhante visível abaixo da pequena lua é formado pelas camadas superiores da atmosfera saturniana iluminadas pela luz solar. Imagem obtida pela sonda Cassini a 13 de Agosto de 2010.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute.

Os gêiseres europeanos foram identificados a partir de dados recolhidos pelo Hubble em Dezembro de 2012. Observações realizadas pelo instrumento Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) permitiram a detecção de fracas emissões ultravioletas provenientes de uma aurora no pólo sul de Europa. As auroras de Europa são criadas pelo intenso campo magnético de Júpiter. À medida que a lua viaja na sua órbita, partículas aceleradas pela magnetosfera joviana atingem violentamente os jactos na região do pólo sul, provocando a quebra das ligações atómicas das moléculas de água. Os iões de oxigénio e hidrogénio gerados desta forma deixam uma assinatura característica nas cores da aurora.

"Levámos o Hubble até aos seus limites para vermos estas emissões muito fracas", diz Joachim Saur, investigador da Universidade de Colónia, na Alemanha, e co-autor deste trabalho. "Só depois de ter sido efectuada uma reparação numa câmara em particular, na última missão de serviço do Space Shuttle ao telescópio espacial Hubble, é que conseguimos a sensibilidade necessária para procurarmos a sério por estes jactos."

Até agora foi apenas detectado vapor de água nos jactos de Europa - por oposição aos jactos de Encélado, que também contêm gelo e partículas de poeira. "Estes podem ser jactos muito subtis, porque deverão ser muito ténues e difíceis de observar em luz visível", afirma Saur. A equipa sugere que os jactos poderão ter origem nos longos lineamentos visíveis na superfície de Europa. Fissuras semelhantes foram fotografadas pela Cassini nas proximidades do pólo sul de Encélado.

Roth e colegas descobriram, ainda, que, tal como acontece em Encélado, a intensidade dos jactos de Europa varia de acordo com a sua posição orbital. O Hubble apenas conseguiu observar gêiseres activos quando a lua joviana se encontrava nas proximidades do apojove, o ponto na sua órbita mais distante de Júpiter.

Esta variabilidade na actividade dos jactos poderá ser explicada pelo stress induzido pela força gravitacional de maré nos lineamentos de Europa ao longo da sua órbita. No apojove, estas estruturas tendem a abrir, permitindo a erupção dos gêiseres. À medida que a lua viaja em direcção ao perijove, os lineamentos vão fechando, extinguindo assim os jactos de vapor de água. "A aparente variabilidade das erupções suporta uma previsão chave de que, se existe um oceano subsuperficial em Europa, então devemos ver este tipo de efeito de maré", diz Kurt Retherford, investigador do Southwest Research Institute, e membro da equipa.

Curiosamente, os jactos de Europa e de Encélado têm abundâncias de vapor de água muito semelhantes. Como a força gravitacional é 12 vezes mais intensa em Europa do que em Encélado, o vapor de água não consegue escapar para o espaço. Em vez disso, os jactos elevam-se até 200 quilómetros acima da superfície, caindo depois, provavelmente, sob a forma de finas partículas de gelo nas áreas em redor. Este fenómeno deverá produzir manchas brilhantes na região do pólo sul, uma região mapeada pela sonda Galileo apenas em baixas resoluções.

Esta descoberta é uma importante notícia para a JUICE, a futura missão da ESA focada na exploração de Júpiter e das luas Europa, Ganimedes e Calisto. A JUICE deverá ser lançada em 2022 para uma missão de 3 anos no sistema joviano, com início previsto para 2030.

Podem ler mais sobre este trabalho aqui.

Curiosity encontra vestígios de um antigo lago de água doce no interior da cratera Gale

Ilustração mostrando a possível extensão de um antigo que terá existido no passado no interior da cratera Gale.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS.

Cientistas da missão Curiosity anunciaram na segunda-feira passada a descoberta de evidências de que a cratera Gale albergou no passado um lago de água doce com condições favoráveis à vida tal como a conhecemos. A equipa liderada por John Grotzinger, do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), em Pasadena, nos EUA, examinou as características físicas de um conjunto de rochas sedimentares localizadas na área de Yellowknife Bay, e concluiu que estas representam vestígios de finos depósitos argilosos formados no leito de um lago de águas tranquilas, presente no local há cerca de 3,6 mil milhões de anos.

De acordo com os dados recolhidos pelo Curiosity, o lago ter-se-á mantido estável à superfície, pelo menos durante dezenas a centenas de milhares de anos. As suas águas teriam um pH neutro e uma baixa salinidade, e providenciariam elementos essenciais à vida, como o carbono, o oxigénio, o hidrogénio, o azoto e o enxofre. Tais condições teriam proporcionado um refúgio perfeito para comunidades de microrganismos quimiolitotróficos - organismos que obtêm energia a partir dos minerais de rochas e sedimentos.

"Este ambiente habitável existiu mais tarde do que muitas pessoas pensariam ser possível", afirma Grotzinger. "Isto tem implicações globais. [Este ambiente] é de uma altura em que existiam deltas, depósitos de aluvião e outros sinais de água superficial em muitos locais de Marte. No entanto, estas [estruturas] eram consideradas demasiado jovens, ou muito efémeras, para formarem minerais argilosos. O pensamento era que, se tivessem minerais argilosos, estes deveriam ter sido transportados pela água a partir de depósitos mais antigos. Sabemos agora que os minerais argilosos poderiam ter sido produzidos numa época mais recente, o que nos dá a indicação de muitos outros locais onde existiriam ambientes favoráveis à vida."

Unidades geológicas exploradas pelo robot Curiosity na formação de Yellowknife Bay. Estão assinalados os dois pontos onde foram colhidas amostras de rocha. Imagem obtida pela MastCam a 24 de Dezembro de 2012 (sol 137 da missão).
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS.

O lago estender-se-ia além dos limites de Yellowknife Bay, cobrindo no total uma área de, pelo menos, 30 km², e seria alimentado por um sistema fluvial que desceria pelas encostas da orla noroeste da cratera Gale até Aeolis Palus, a planície onde agora viaja o Curiosity. Os depósitos lacustres examinados pelo robot da NASA mostram poucas evidências de transformações químicas induzidas pela água no local de origem, a montante do sistema fluvial, o que sugere que o ambiente em redor do lago era frio e muito árido - um ambiente semelhante ao que hoje podemos encontrar, por exemplo, no deserto de Atacama, no Chile.

Apesar do contexto pouco favorável, os investigadores sugerem que as condições de habitabilidade poderão ter persistido no local por milhões a dezenas de milhões de anos. Durante esse período, os rios e lagos marcianos foram aparecendo e desaparecendo da superfície do planeta, em ciclos mais ou menos prolongados de seca extrema. Mesmo quando o lago secou na superfície, o subsolo reteve, provavelmente, grandes quantidades de água, como indicam os veios minerais depositados pela água subterrânea em fracturas presentes nas rochas examinadas pelo Curiosity.

Veios no interior da rocha John Klein. Imagem obtida pela câmara MAHLI a 10 de Maio de 2013 (sol 270 da missão).
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS.

As amostras analisadas em Yellowknife Bay revelaram, ainda, uma outra surpresa. Quando foram aquecidas no cromatógrafo de gases do pacote de instrumentos Sample Analysis at Mars (SAM), as amostras de rocha pulverizada colhidas nos depósitos sedimentares do lago libertaram dióxido de carbono em quantidades muito superiores às medidas semanas antes, em idênticas porções de poeira obtida nas areias de Rocknest. Estes resultados sugerem que os sedimentos lacustres de Yellowknife Bay contêm concentrações substanciais de compostos orgânicos, não tendo sido possível, no entanto, determinar a sua origem.

"Não podemos dizer nada acerca da origem deste carbono", afirma Daniel Glavin, membro da equipa do SAM. Marte é atingido com frequência por meteoritos e poeira interplanetária ricos em matéria orgânica produzida por reacções químicas no espaço. Os investigadores da missão estimam que estes compostos orgânicos de origem não biológica poderiam abastecer a superfície marciana com quantidades de carbono compreendidas entre 10 a várias centenas de partes por milhão (ppm), o suficiente para explicar as concentrações medidas em Yellowknife Bay.

Como terão sobrevivido estes compostos à intensa radiação que atinge continuamente a superfície do planeta? Aparentemente, os sedimentos estiveram protegidos durante milhares de milhões de anos por camadas de rocha com alguns metros de espessura. Dados obtidos pelo espectrómetro de massa do SAM mostram que estes antigos estratos foram expostos há apenas 30 a 110 milhões de anos, provavelmente pela acção erosiva do vento.

Estes resultados foram publicados na segunda-feira passada em seis artigos na revista Science. Podem consultá-los aqui, aqui, aqui, aqui, aqui e aqui.

Chang'E-3 atinge a órbita lunar

Representação artística do pequeno robot Yutu na superfície lunar.
Crédito: Glen Nagle.

A Chang'E-3 completou hoje com sucesso a primeira fase da sua viagem à superfície lunar. A sonda chinesa realizou pelas 09:47 (hora de Lisboa) uma manobra de retro-travagem com a duração de 361 segundos, que lhe permitiu a inserção numa órbita polar em redor da Lua, a uma altitude de 100 km.

A alunagem está prevista para o dia 14 de Dezembro, entre as 15:22 e as 15:35 (hora de Lisboa). O pequeno robot Yutu deverá ser colocado na superfície lunar 5 a 7 horas depois, sendo que as primeiras imagens deverão ser enviadas apenas no dia seguinte.

Podem ver todas as fases operacionais desta missão nesta espectacular animação:

De olho na "Alameda das Tempestades"

O hemisfério sul de Saturno numa composição em cores falsas construída com imagens obtidas pela sonda Cassini a 02 de Dezembro de 2013, através de filtros para o infravermelho próximo.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute/Sérgio Paulino.

Esta magnífica imagem, obtida recentemente pela sonda Cassini, mostra uma tempestade em actividade na chamada "Alameda das Tempestades", uma estreita banda atmosférica localizada nas regiões temperadas do hemisfério sul de Saturno. Com dimensões que atingem alguns milhares de quilómetros, estas tempestades são fenómenos extremamente violentos, onde são produzidos poderosos relâmpagos e ventos que sopram a mais de 2.000 quilómetros por hora!

Sonda chinesa Chang'E-3 está a caminho da Lua!

Lançamento da sonda Chang'E-3, a 01 de Dezembro de 2013.
Crédito: CNSA/CLEP.

A China lançou ontem a sua terceira missão à Lua. Denominada Chang'E-3, esta missão marca o início da segunda fase do programa lunar não tripulado da China, um programa que conta já com duas missões bem sucedidas na órbita lunar.

O lançamento teve lugar às 17:30 (hora de Lisboa), no Complexo de Lançamentos nº2 do Centro de Lançamento de Satélites de Xichang, na província de Sichuan, na China, e foi realizado pelo foguetão CZ-3B/GIII Chang Zheng-3B/GIII (Y23).

A Chang'E-3 é composta por dois elementos: um veículo de descida e um pequeno robot denominado Yutu. A missão tem como objectivo principal concretizar a primeira alunagem de um veículo chinês na Lua. A alunagem terá lugar a 14 de Dezembro, nas planícies basálticas de Sinus Iridum, no extremo noroeste de Mare Imbrium, e será a primeira desde a visita da sonda soviética Luna-24 a Mare Crisium, em 1976.

Podem ler mais pormenores sobre esta missão aqui e aqui.

Mars Orbiter Mission a caminho de Marte

Representação artística da trajectória da sonda Mars Orbiter Mission na órbita da Terra.
Crédito: ISRO.

A sonda indiana Mars Orbiter Mission (MOM) completou ontem a manobra crítica que a coloca numa trajectória em direcção ao planeta vermelho. A MOM inicia assim uma viagem interplanetária que durará cerca de 10 meses, a primeira alguma vez realizada por uma sonda indiana.

A manobra teve o seu início pelas 19:19 (hora de Lisboa) e consistiu numa queima de combustível que durou cerca de 22 minutos, e que permitiu um aumento de velocidade de cerca de 647,96 m.s^-1. A MOM deverá abandonar a esfera de influência gravitacional da Terra na próxima terça-feira, quando alcançar uma distância da superfície terrestre de cerca de 918.347 km.

Primeiros organismos vivos responsáveis pelo aparecimento dos continentes

Comunidades de cianobactérias hipolíticas vivendo na superfície de uma rocha no deserto de Mojave, nos EUA.
Crédito: NASA.

O aparecimento e evolução da vida na Terra teve, sem dúvida, um enorme impacto na evolução da química dos oceanos e da atmosfera. No entanto, a influência da biosfera no nosso planeta poderá ter sido muito mais alargada, e com implicações muito mais profundas.

Num artigo publicado recentemente na revista Planetary and Space Science, investigadores alemães mostram como os primeiros organismos moldaram a superfície terrestre ao ponto de desencadearem a formação dos primeiros grandes continentes. Usando um novo modelo numérico que relaciona a taxa de erosão continental promovida pela actividade biológica com o crescimento da área dos continentes e o estado de hidratação do manto, Dennis Höning e colegas demonstraram o papel fundamental que a biosfera teve na formação e dinâmica das placas continentais.

"Esta foi a primeira vez que a biosfera foi tida em conta em modelos de evolução do interior da Terra", afirmou à revista New Scientist Tilman Spohn, investigador do Instituto de Investigação Planetária, em Berlim, na Alemanha, e um dos co-autores deste trabalho.

A chave deste novo modelo é a erosão promovida nas superfícies rochosas pelos organismos vivos. De acordo com os autores deste trabalho, a actividade biológica amplifica a taxa de erosão dos continentes, aumentando assim o volume de sedimentos que entram nos oceanos e, como consequência, nas regiões de convergência da crusta terrestre nas margens das placas continentais. "Pensem nos líquenes que cobrem as rochas nuas, e que providenciam um contacto contínuo entre a água e a rocha. Ou as bactérias que produzem ácidos e dissolvem as rochas", afirma Spohn.

Neste novo modelo, os sedimentos retêm água nas camadas superficiais da crusta, impedindo a sua perda quando as placas atingem as zonas de subducção. Este processo conduz a um aumento da concentração de água no interior do manto e, consequentemente, a uma baixa viscosidade e elevada flutuabilidade das suas camadas superiores, pelo que o magma ascende e a emerge com maior facilidade na superfície da crusta, alimentando violentas erupções vulcânicas que aumentam a área das placas continentais. "Este é o principal factor que faz com que a vida aumente a taxa de formação dos continentes", afirma Höning.

No modelo, o equilíbrio é atingido quando as taxas de destruição e de formação de crusta continental são equivalentes. No fim, os continentes ocupam cerca de 40% da superfície terrestre, um valor muito semelhante ao que actualmente observamos na Terra.

Höning e colegas aplicaram o mesmo modelo a uma Terra alternativa, sem a intervenção de seres vivos. O que descobriram foi deveras fascinante. Durante os primeiros 1,5 mil milhões de anos, a evolução geológica é muito semelhante à da Terra com biosfera. No entanto, ao fim de 2,5 mil milhões de anos, tudo começa a divergir. Apesar de nesse período emergirem as primeiras placas continentais, a hidratação do manto decresce ao ponto deste não conseguir suster o crescimento de massas continentais significativas. No final, tudo o que resta é um planeta coberto com um vasto oceano ponteado por vulcões.

Este trabalho sugere, ainda, a existência de um ponto de viragem na taxa de sedimentação, um ponto além do qual a formação de continentes é praticamente inevitável. No entanto, o modelo não permite determinar qual teria sido o nível de actividade biológica presente nos primórdios da Terra para induzir a formação das grandes massas continentais que hoje observamos.

Os processos descritos pelo novo modelo estão em consonância com as evidências indirectas de actividade biológica observadas em antigas rochas provenientes de zonas de subducção. A presença de óxidos de alumínio em rochas graníticas continentais sugere que os primeiros organismos vivos promoviam a erosão continental, produzindo sedimentos que seriam transportados até às margens das placas continentais. Tais óxidos têm origem em argilas, minerais produzidos, principalmente, pela degradação biológica de rochas.

Podem encontrar mais detalhes sobre este modelo aqui.