Quando a sonda Huygens da Agência Espacial Européia visitou a lua de Saturno, Titã, no mês passado, a sonda saltou de paraquedas através de nuvens úmidas. Fotografou canais de rios e praias e coisas que parecem ilhas. Finalmente, descendo pela neblina rodopiante, Huygens aterrissou na lama.
Para resumir uma longa história, Titan está molhado.
Christian Huygens não ficaria nem um pouco surpreso. Em 1698, trezentos anos antes da sonda Huygens deixar a Terra, o astrônomo holandês escreveu estas palavras:
"Como é certo que a Terra e Júpiter têm água e nuvens, não há razão para que os outros planetas fiquem sem eles. Não posso dizer que eles são exatamente da mesma natureza que a nossa água; mas que eles devem ser líquidos, o uso deles exige, assim como sua beleza, que eles sejam claros. Essa nossa água, em Júpiter ou Saturno, seria congelada instantaneamente devido à vasta distância do Sol. Todo planeta, portanto, deve ter suas próprias águas com um temperamento não sujeito a Frost.
Huygens descobriu Titã em 1655, razão pela qual a sonda recebeu o nome dele. Naquela época, Titã era apenas um alfinete de luz em um telescópio. Huygens não conseguia ver as nuvens de Titã, cheias de chuva, ou as encostas de Titan, esculpidas por líquidos apressados, mas ele tinha uma boa imaginação.
A "água" de Titã é o metano líquido, CH4, mais conhecido na Terra como gás natural. A água da Terra comum, H2O, seria congelada em Titã, onde a temperatura da superfície é de 290 ° F abaixo de zero. O metano, por outro lado, é um líquido que flui, de "um temperamento não sujeito a Frost".
Jonathan Lunine, professor da Universidade do Arizona, é membro da equipe de ciências missionárias da Huygens. Ele e seus colegas acreditam que Huygens aterrissou no Arizona, equivalente a Titã, uma área quase seca com breves mas intensas estações chuvosas.
"Os canais do rio perto da sonda Huygens parecem vazios agora", diz Lunine, mas os líquidos estão lá recentemente, ele acredita. Pequenas pedras espalhadas pelo local de pouso são atraentes: elas são lisas e redondas como as rochas dos rios da Terra e "elas se sentam em pequenas depressões escavadas, aparentemente, por fluidos apressados".
A fonte de toda essa umidade pode ser a chuva. A atmosfera de Titã é "úmida", ou seja, rica em metano. Ninguém sabe com que frequência chove, "mas quando chove", diz Lunine, "a quantidade de vapor na atmosfera é muitas vezes maior que na atmosfera da Terra, para que você possa tomar um banho muito intenso".
E talvez arco-íris também. “Os ingredientes que você precisa para um arco-íris são luz solar e gotas de chuva. Titan tem os dois ”, diz o especialista em óptica atmosférica Les Cowley.
Na Terra, o arco-íris se forma quando a luz do sol entra e sai de gotículas de água transparentes. Cada gota age como um prisma, espalhando luz no espectro familiar de cores. Em Titã, o arco-íris se formava quando a luz do sol entra e sai das gotículas de metano, que, como as gotículas de água, são transparentes.
"A beleza deles [exige] que eles sejam claros ..."
“Um arco-íris de metano seria maior que um arco-íris de água”, observa Cowley, “com um raio primário de pelo menos 49o para metano vs 42,5o para água. Isso ocorre porque o índice de refração do metano líquido (1,29) difere do índice da água (1,33). ” A ordem das cores, no entanto, seria a mesma: azul por dentro e vermelho por fora, com uma pitada geral de laranja causada pelo céu laranja de Titã.
Um problema: o arco-íris precisa da luz solar direta, mas o céu de Titã é muito nebuloso. "Arco-íris visíveis em Titã podem ser raros", diz Cowley. Por outro lado, arco-íris infravermelhos podem ser comuns.
O cientista atmosférico Bob West, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, explica: “A atmosfera de Titã é mais clara em comprimentos de onda infravermelhos. É por isso que a sonda Cassini usa uma câmera infravermelha para fotografar Titã. " Raios de sol infravermelhos teriam poucos problemas para penetrar no ar escuro e produzir arco-íris. A melhor maneira de vê-los: óculos de visão noturna infravermelha.
Toda essa conversa sobre chuva, arco-íris e lama faz com que o metano líquido pareça muito com a água comum. Não é. Considere o seguinte:
A densidade do metano líquido é apenas cerca de metade da densidade da água. Isso é algo que, digamos, um construtor de barcos em Titan precisaria levar em consideração. Os barcos flutuam quando são menos densos que o líquido abaixo deles. Um barco Titan precisaria ser extremamente leve para flutuar em um mar de metano líquido. (Não é tão louco quanto parece. Os futuros exploradores vão querer visitar Titan e os barcos podem ser uma boa maneira de se locomover.)
O metano líquido também possui baixa viscosidade (ou “gosma”) e baixa tensão superficial. Veja a tabela abaixo. A tensão superficial é o que dá à água sua pele emborrachada e, na Terra, permite que os insetos deslizem pelas lagoas. Um inseto aquático em Titan afundaria imediatamente em um lago de metano frágil. Pelo lado positivo, a baixa gravidade de Titã, apenas um sétimo da Terra, pode permitir que a criatura volte novamente.
De volta aos barcos: As hélices que entregam metano precisariam ser muito largas para “agarrar” o suficiente do fluido fino para propulsão. Eles também precisam ser feitos de materiais especiais resistentes a trincas a temperaturas criogênicas.
E cuidado com essas ondas! Os cientistas europeus John Zarnecki e Nadeem Ghafoor calcularam como seriam as ondas de metano em Titã: sete vezes mais altas que as ondas da Terra típicas (principalmente por causa da baixa gravidade de Titã) e três vezes mais lentas, "dando aos surfistas um passeio selvagem", diz Ghafoor.
Por último, mas não menos importante, o metano líquido é inflamável. Titã não pega fogo porque a atmosfera contém tão pouco oxigênio - um ingrediente essencial para a combustão. Se os exploradores visitarem Titan um dia, eles terão que tomar cuidado com seus tanques de oxigênio e resistir ao desejo de apagar incêndios com "água".
Arco-íris infravermelhos, ondas altas, mares acenando para os marinheiros. Huygens não viu nada disso antes de cair na lama. Eles realmente existem?
"... não há razão para que os outros planetas devam ficar sem eles."
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