Quando o Cassini missão chegou ao sistema de Saturno em 2004, descobriu algo inesperado no hemisfério sul de Encélado. De centenas de fissuras localizadas na região polar, plumas de água e moléculas orgânicas eram vistas periodicamente expelindo. Esta foi a primeira indicação de que a lua de Saturno pode ter um oceano interior causado por atividade hidrotérmica perto do limite do núcleo do manto.
De acordo com um novo estudo baseado em Cassini dados obtidos antes de mergulhar na atmosfera de Saturno em 15 de setembro, essa atividade pode estar em andamento há algum tempo. De fato, a equipe de estudo concluiu que, se o núcleo da lua for poroso o suficiente, poderia ter gerado calor suficiente para manter um oceano interior por bilhões de anos. Este estudo é a indicação mais animadora ainda de que o interior de Encélado poderia sustentar a vida.
O estudo, intitulado "Alimentando a atividade hidrotérmica prolongada dentro de Encélado", apareceu recentemente na revista Astronomia da natureza. O estudo foi liderado por Gaël Choblet, pesquisador do Laboratório Planetário e Geodinâmico da Universidade de Nantes, e incluiu membros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, Universidade Charles, e do Instituto de Ciências da Terra e do Laboratório de Geo e Cosmoquímica da Universidade. de Heidelberg.
Antes da Cassini Na missão da Encceladus, os cientistas acreditavam que a superfície desta lua era composta de gelo sólido. Foi só depois de perceber a atividade da pluma que eles perceberam que havia jatos de água que se estendiam até um oceano de água quente em seu interior. Dos dados obtidos por Cassini, os cientistas conseguiram até adivinhar onde ficava esse oceano interno.
Ao todo, Encélado é uma lua relativamente pequena, medindo cerca de 500 km (311 milhas) de diâmetro. Com base em medições de gravidade realizadas por Cassini, acredita-se que seu oceano interior se situe sob uma superfície externa gelada a profundidades de 20 a 25 km (12,4 a 15,5 milhas). No entanto, esse gelo superficial diminui para cerca de 1 a 5 km (0,6 a 3,1 mi) sobre a região polar do sul, onde os jatos de água e partículas geladas passam por fissuras.
Com base na maneira como Encélado orbita Saturno com uma certa oscilação (também conhecida como libration), os cientistas foram capazes de fazer estimativas da profundidade do oceano, que eles situam entre 26 e 31 km (16 a 19 milhas). Tudo isso envolve um núcleo que se acredita ser composto de minerais e metais de silicato, mas que também é poroso. Apesar de todas essas descobertas, a fonte do calor interior permanece uma questão em aberto.
Esse mecanismo teria que estar ativo quando a lua se formou bilhões de anos atrás e ainda está ativo hoje (como evidenciado pela atividade atual da pluma). Como o Dr. Choblet explicou em uma declaração de imprensa da ESA:
"Onde Enceladus obtém o poder sustentado para permanecer ativo sempre foi um pouco misterioso, mas agora consideramos com mais detalhes como a estrutura e a composição do núcleo rochoso da lua podem desempenhar um papel fundamental na geração da energia necessária."
Durante anos, os cientistas especulam que as forças das marés causadas pela influência gravitacional de Saturno são responsáveis pelo aquecimento interno de Encélado. Acredita-se também que a maneira como Saturno empurra e puxa a lua seguindo um caminho elíptico ao redor do planeta é o que causa a deformação da concha gelada de Encélado, causando as fissuras na região polar do sul. Acredita-se que esses mesmos mecanismos sejam os responsáveis pelo oceano de águas quentes interiores de Europa.
No entanto, a energia produzida pela fricção das marés no gelo é muito fraca para contrabalançar a perda de calor observada no oceano. No ritmo em que o oceano de Encélado está perdendo energia para o espaço, a lua inteira congelaria em 30 milhões de anos. Da mesma forma, o decaimento natural dos elementos radioativos no interior do núcleo (sugerido também para outras luas) também é cerca de 100 vezes mais fraco para explicar a atividade interior e a pluma de Enceladus.
Para resolver isso, Choblet e sua equipe realizaram simulações do núcleo de Enceladus para determinar que tipo de condições poderiam permitir o aquecimento das marés por bilhões de anos. Como afirmam em seu estudo:
"Na ausência de restrições diretas nas propriedades mecânicas do núcleo de Encélado, consideramos uma ampla gama de parâmetros para caracterizar a taxa de atrito das marés e a eficiência do transporte de água por fluxo poroso. O núcleo não consolidado do Enceladus pode ser visto como um material altamente granular / fragmentado, no qual a deformação das marés provavelmente está associada ao atrito intergranular durante o rearranjo de fragmentos. ”
O que eles descobriram foi que, para o Cassini observações a serem confirmadas, o núcleo de Enceladus precisaria ser feito de rocha porosa não consolidada e facilmente deformável. Esse núcleo poderia ser facilmente permeado por água líquida, que penetraria no núcleo e gradualmente aquecida por atrito de maré entre fragmentos de rochas deslizantes. Uma vez aquecida o suficiente, a água aumentaria devido às diferenças de temperatura com o ambiente.
Esse processo transfere o calor para o oceano interior em plumas estreitas que se elevam até a concha gelada de Encélado. Uma vez lá, faz com que o gelo da superfície derreta e forma fissuras através das quais os jatos chegam ao espaço, vomitando água, partículas de gelo e minerais hidratados que reabastecem o E-Ring de Saturno. Tudo isso é consistente com as observações feitas por Cassini, e é sustentável do ponto de vista geofísico.
Em outras palavras, este estudo é capaz de mostrar que a ação no núcleo de Enceladus pode produzir o aquecimento necessário para manter um oceano global e produzir atividade de plumas. Como essa ação é resultado da estrutura do núcleo e da interação das marés com Saturno, é perfeitamente lógico que isso ocorra há bilhões de anos. Portanto, além de fornecer a primeira explicação coerente para a atividade da pluma de Encélado, este estudo também é uma forte indicação de habitabilidade.
Como os cientistas entenderam, a vida leva muito tempo para continuar. Na Terra, estima-se que os primeiros microorganismos tenham surgido após 500 milhões de anos, e acredita-se que as fontes hidrotermais tenham desempenhado um papel fundamental nesse processo. Foram necessários mais 2,5 bilhões de anos para que a primeira vida multicelular evoluísse, e plantas e animais terrestres existem apenas nos últimos 500 milhões de anos.
Saber que luas como Encélado - que tem a química necessária para sustentar a vida - também teve a energia necessária por bilhões de anos é, portanto, muito encorajador. Só podemos imaginar o que encontraremos quando missões futuras começarem a inspecionar suas plumas mais de perto!
