Europa, lua “nuclear” de Júpiter, brilha no escuro

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Europa, lua "nuclear" de Júpiter, brilha no escuro
Ilustração artística da lua Europa brilhando no escuro.

Novos experimentos de laboratório no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA simularam o ambiente da célebre lua-oceânica de Júpiter, Europa, talvez a mais intrigante das 79 luas de Júpiter, e descobriram que aquele globo gelado brilha, mesmo em seu lado noturno, enquanto passa por um banho sem fim de radiação de alta energia de seu hospedeiro gigante gasoso, talvez mutando espécies desconhecidas que vivem nas profundezas escuras muito abaixo de sua superfície caótica.

Enquanto os cientistas da NASA planejam a próxima exploração da lua Europa, eles precisam modelar onde está localizado o bombardeio de radiação constante mais intenso. Qual a profundidade das partículas energéticas? Como a radiação afeta o que está na superfície e embaixo – inclusive os sinais químicos potenciais, ou bioassinaturas, que podem implicar a presença de vida? Esta radiação pode destruir ou alterar o material transportado até a superfície, tornando mais difícil para os cientistas saberem se ela realmente representa as condições no oceano de Europa?

Radiação intensa é a chave para entender Europa

Tom Nordheim, um cientista planetário e roboticista que trabalhou no grupo de Astrobiologia e Mundos Oceânicos do JPL em 2018, disse:

Se quisermos entender o que está acontecendo na superfície da Europa e como isso se liga ao oceano abaixo, precisamos entender a radiação. Quando examinamos os materiais que surgiram da subsuperfície, o que estamos olhando? Isso nos diz o que há no oceano ou é isso que aconteceu com os materiais depois de terem sido irradiados?

Estudo da NASA 2018 – radiação varia de acordo com a localização

Nordheim e sua equipe observaram atentamente os elétrons explodindo na superfície daquela lua em seu estudo de 2018 e descobriram que a radiação varia de acordo com a localização. A radiação mais forte está concentrada em zonas ao redor do equador, e a radiação diminui perto dos pólos.

A nova pesquisa de 2020

A nova pesquisa de 2020 feita por cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA detalha pela primeira vez como o brilho ficaria neste “Chernobyl lunar” e o que ele poderia revelar sobre a composição do gelo na superfície de Europa. Diferentes compostos salgados reagem de maneira diferente à radiação e emitem seu próprio brilho. A olho nu, esse brilho – causado pela penetração de elétrons energéticos na superfície, energizando as moléculas por baixo – pareceria às vezes ligeiramente verde, às vezes ligeiramente azul ou branco e com vários graus de brilho, dependendo do material.

Os cientistas usam um espectrômetro para separar a luz em comprimentos de onda e conectar as distintas “assinaturas”, ou espectros, a diferentes composições de gelo. A maioria das observações usando um espectrômetro em uma lua como Europa são feitas usando a luz solar refletida no lado diurno da lua, mas esses novos resultados iluminam como Europa seria no escuro.

Fomos capazes de prever que esse brilho noturno de gelo poderia fornecer informações adicionais sobre a composição da superfície de Europa. A variação dessa composição pode nos dar pistas sobre se Europa abriga condições adequadas para a vida.

Isso foi o que disse o astrobiólogo Murthy Gudipati do JPL, principal autor do trabalho publicado em 9 de novembro na Nature Astronomy, referindo-se ao imenso oceano interior global daquela lua que pode se infiltrar à superfície através de sua espessa crosta de gelo. Ao analisar a superfície, os cientistas podem aprender mais sobre o que está por baixo.

Cientistas inferiram de observações anteriores que a superfície de Europa poderia ser feita de uma mistura de gelo e sais comumente conhecidos na Terra, como sulfato de magnésio (sal de Epsom) e cloreto de sódio (sal de cozinha). A nova pesquisa mostra que incorporar esses sais na água gelada em condições semelhantes às de Europa e bombardea-la com radiação produz um brilho.

Bryana Henderson do JPL, coautora da pesquisa, informou:

Mas nunca imaginamos que veríamos o que acabamos vendo. Quando tentamos novas composições de gelo, o brilho parecia diferente. E todos nós apenas olhamos para ele por um tempo e depois dissemos: ‘Isso é novo, certo? Este é definitivamente um brilho diferente?’ Então apontamos um espectrômetro para ele, e cada tipo de gelo tinha um espectro diferente.

A câmara de gelo

Para estudar uma simulação de laboratório da superfície de Europa, a equipe do JPL construiu um instrumento exclusivo chamado Câmara de Gelo para Teste de Ambiente de Radiação e Elétrons de Alta Energia de Europa (de sigla em inglês, ICE-HEART). Eles levaram o ICE-HEART para uma instalação de feixe de elétrons de alta energia em Gaithersburg, Maryland, e começaram os experimentos com um estudo totalmente diferente em mente: ver como o material orgânico sob o gelo de Europa reagiria a explosões de radiação. Eles não esperavam ver variações no próprio brilho vinculado a diferentes composições de gelo. Foi – como os autores o chamaram – serendipidade.

O momento ‘Aha’

Fred Bateman, co-autor do artigo disse:

Ver a salmoura de cloreto de sódio com um nível de brilho significativamente menor foi o momento ‘aha’ que mudou o curso da pesquisa.

Ele ajudou a conduzir o experimento e distribuiu feixes de radiação para as amostras de gelo nas Instalações de Radiação Industrial Médica do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia em Maryland.

Uma lua que é visível em um céu escuro pode não parecer incomum; vemos nossa própria Lua porque ela reflete a luz do Sol. Mas o brilho de Europa é causado por um mecanismo totalmente diferente, disseram os cientistas. Imagine uma lua que brilha continuamente, mesmo em seu lado noturno – o lado oposto ao Sol.

“O Efeito Chernobyl”

Gudipati disse:

Se Europa não estivesse sob essa radiação, seria como nossa lua nos parece – escura no lado sombreado. Mas porque é bombardeada pela radiação de Júpiter, brilha no escuro.

Com lançamento previsto para meados da década de 2020, a próxima missão principal da NASA, Europa Clipper, observará a superfície daquela lua em vários voos durante a órbita de Júpiter. Cientistas da missão estão revisando as descobertas dos autores para avaliarem se um brilho seria detectável pelos instrumentos científicos da espaçonave. É possível que as informações coletadas pela espaçonave possam ser combinadas com as medições na nova pesquisa para identificar os componentes salgados na superfície daquela lua ou restringir o que eles podem ser.

Gudipati disse:

Não é sempre que você está em um laboratório e diz: ‘Podemos encontrar isso quando chegarmos lá’. Normalmente é o contrário – você vai lá e encontra algo e tenta explicar no laboratório. Mas nossa previsão remonta a uma simples observação, e é disso que trata a ciência.

(Fonte)


n3m3

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