Análises do mundo mais vulcânico do sistema solar resolvem mistério da Voyager 1

dezembro 17, 2024 Juliana

As passagens próximas à lua vulcânica de Júpiter, Io, realizadas pela sonda Juno da NASA, estão ajudando a resolver o mistério duradouro de por que a pequena lua é o corpo mais vulcanicamente ativo em nosso sistema solar.

Com tamanho similar à Lua da Terra, Io possui aproximadamente 400 vulcões que liberam continuamente plumas e lava que cobrem a superfície da lua.

A missão Juno, que está orbitando e observando Júpiter e suas luas desde julho de 2016, fez sobrevoos incrivelmente próximos a Io em dezembro de 2023 e fevereiro deste ano. A sonda passou a 1.500 quilômetros da superfície da lua, capturando imagens e dados.

Juntos, os sobrevoos da Juno permitiram uma visão sem precedentes da lua fumegante, incluindo observações de seus polos pela primeira vez. Pesquisadores apresentaram alguns dos resultados da análise dos dados do sobrevoo na última quarta-feira (11) na reunião anual da União Geofísica Americana em Washington, DC. Um artigo detalhando algumas das descobertas também foi publicado na quinta-feira (12) na revista Nature.

“Io é um dos objetos mais intrigantes de todo o sistema solar”, disse o coautor do estudo Scott Bolton, investigador principal da Juno e vice-presidente associado do Southwest Research Institute em San Antonio. “Podemos ver que este corpo está completamente coberto por vulcões em ambos os polos e em toda sua extensão, (que estão) constantemente em erupção.”

Os novos dados sugerem que os numerosos vulcões da Io são provavelmente alimentados por suas próprias câmaras de magma quente, em vez de serem alimentados por um oceano global de magma sob a superfície. Esta última havia sido uma hipótese predominante entre os astrônomos.

A descoberta pode mudar a forma como os astrônomos entendem as luas dominadas por oceanos globais subsuperficiais em nosso sistema solar, como a lua Europa de Júpiter e planetas além do nosso sistema solar.

Detectando uma pizza cósmica

O astrônomo italiano Galileu Galilei, conhecido como o pai da astronomia moderna, descobriu a Io em 8 de janeiro de 1610. Mas a intensa atividade vulcânica da lua não foi detectada até que a Voyager 1 passou por Júpiter e suas luas em 1979, revelando a superfície dinâmica que se assemelhava a uma pizza de pepperoni, disse Bolton.

Naquele ano, Linda Morabito, uma cientista de imagens no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, tornou-se a primeira pessoa a identificar uma pluma vulcânica ao estudar uma imagem de Io capturada pela Voyager 1. A revelação desencadeou um mistério de décadas enquanto os astrônomos se perguntavam sobre as origens da constante atividade vulcânica de Io.

“Desde a descoberta de Morabito, os cientistas planetários têm se perguntado como os vulcões eram alimentados pela lava sob a superfície”, disse Bolton. “Havia um oceano raso de magma incandescente alimentando os vulcões, ou sua fonte era mais localizada? Sabíamos que os dados dos dois sobrevoos muito próximos da Juno poderiam nos dar algumas ideias sobre como essa lua torturada realmente funcionava.”

Revelações de sobrevoo

Io orbita ao redor de Júpiter, o maior planeta em nosso sistema solar, que Bolton chama de “monstro”. A órbita da lua é imperfeita, significando que às vezes ela se aproxima mais de Júpiter durante sua órbita, e outras vezes está mais distante. Io completa uma órbita ao redor do planeta a cada 42,5 horas.

A massiva influência gravitacional de Júpiter comprime Io enquanto ela orbita o planeta, como uma mão apertando uma bola de borracha, o que aquece a lua. Este fenômeno é chamado de flexão de maré, ou fricção das forças de maré que geram calor interno.

“É isso que está acontecendo dentro de Io”, disse Bolton. “Esse aperto está gerando calor, e está ficando tão quente que o interior de Io está literalmente derretendo e explodindo. As erupções são constantes. É como uma tempestade sem fim. Está sempre em erupção por toda parte.”

A flexão constante da atração de Júpiter sobre Io gera energia imensa, que derreteria parte do interior da lua, disse Bolton. E se o derretimento fosse substancial o suficiente, criaria um oceano global de magma que a Juno poderia detectar com seus instrumentos. Durante suas aproximações, a Juno capturou dados Doppler de alta precisão, que mediram a gravidade de Io rastreando como a passagem próxima à lua afetou a aceleração da nave espacial. Os dados foram comparados com observações de missões anteriores que sobrevoaram Júpiter e suas luas, como a nave espacial Galileo da NASA, bem como telescópios terrestres.

Juntas, as observações apontam para um interior rígido e majoritariamente sólido sob a superfície de Io, em vez de um oceano global de magma — solucionando um mistério de 45 anos iniciado pelas observações da Voyager 1. Em vez disso, os vulcões são alimentados por fontes mais locais, e cada um tem seu próprio bolsão de magma abaixo.

“A descoberta da Juno de que as forças das marés nem sempre criam oceanos globais de magma nos faz não apenas repensar o que sabemos sobre o interior de Io”, disse o autor principal do estudo, Ryan Park, coinvestigador da Juno e supervisor do Grupo de Dinâmica do Sistema Solar no JPL, em um comunicado. “Isso tem implicações para nossa compreensão de outras luas, como Encélado e Europa (de Saturno), e até mesmo exoplanetas e super Terras. Nossas novas descobertas proporcionam uma oportunidade de repensar o que sabemos sobre a formação e evolução planetária.”

A missão também ajudou a capturar uma série de imagens que mostram a “superfície de terra fantástica primordial” de Io, disse Heidi Becker, uma cientista planetária do JPL que não participou do estudo. As imagens estão trazendo diferentes características de Io em foco como nunca antes, incluindo ilhas avistadas em enormes lagos de lava, como um chamado Loki Patera, que é tão grande que os astrônomos o comparam mais a um mar de lava na superfície de Io.

A nave espacial Juno continua a contribuir com novas descobertas sobre Júpiter e suas luas, tendo recentemente completado um sobrevoo sobre as nuvens turbilhonantes de Júpiter em 24 de novembro. Em seguida, a Juno passará a 2.175 milhas (3.500 quilômetros) acima do centro de Júpiter em 27 de dezembro, registrando 645,7 milhões de milhas (1,04 bilhão de quilômetros) desde o início de sua investigação de Júpiter há oito anos.