Observações de Micro-ondas da Juno Revelam Profundidade de 18 Milhas na Crosta de Europa

Observações de Micro-ondas da Juno Revelam a Profundidade de 18 Milhas da Crosta de Gelo de Europa

Por décadas, cientistas planetários têm debatido a natureza do manto de gelo que envolve a lua de Júpiter, Europa, um mundo há muito considerado um dos candidatos mais promissores para a vida extraterrestre em nosso sistema solar. O mistério central tem girado em torno da espessura desta camada: seria ela um véu fino e frágil ou uma barreira massiva de quilômetros de espessura? Novos dados da missão Juno, da NASA, publicados no periódico Nature Astronomy, finalmente forneceram uma resposta definitiva. Utilizando o Radiômetro de Micro-ondas (MWR) da sonda, os pesquisadores determinaram que a crosta de gelo de Europa tem, em média, aproximadamente 18 milhas (29 quilômetros) de espessura, fornecendo uma nova e crítica restrição para os modelos de habitabilidade potencial da lua.

A descoberta ocorre após um ousado sobrevoo próximo em 29 de setembro de 2022, quando a sonda Juno, movida a energia solar, desceu a menos de 220 milhas (360 quilômetros) da superfície fraturada de Europa. Embora a Juno tenha sido originalmente projetada para sondar a atmosfera profunda de Júpiter, seu conjunto de instrumentos provou ser notavelmente versátil para estudar as luas jovianas. Ao "espiar" sob o gelo, o MWR foi capaz de distinguir entre as hipóteses concorrentes de "camada fina" e "camada espessa", sendo que esta última sugere uma barreira muito mais formidável entre o exterior congelado da lua e seu oceano de água salgada oculto.

A Barreira de 18 Milhas: Mapeando a Camada de Gelo

A medição de 18 milhas representa a espessura média da camada externa fria, rígida e condutiva da crosta de Europa. Este achado resolve uma controvérsia científica de longa data que estimava a espessura do gelo entre menos de meia milha a várias dezenas de milhas. Steve Levin, cientista do projeto Juno e co-investigador do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA, observou que o valor de 18 milhas descreve especificamente uma composição de gelo de água pura. No entanto, a estrutura interna pode ser ainda mais complexa do que uma única medição sugere.

“Se uma camada convectiva interna, ligeiramente mais quente, também existir, o que é possível, a espessura total da camada de gelo seria ainda maior”, explicou Levin. Por outro lado, a presença de sais dissolvidos no gelo — uma possibilidade sugerida por vários modelos geológicos — poderia alterar a estimativa. De acordo com Levin, uma quantidade modesta de salinidade reduziria a espessura calculada em cerca de três milhas. Independentemente dessas flutuações menores, os dados colocam firmemente Europa na categoria de "camada espessa", uma percepção que tem implicações significativas para a forma como a energia e a matéria se movem pelo interior da lua.

Como o Radiômetro de Micro-ondas Vê Através do Gelo

A metodologia empregada pela equipe da Juno representa um salto significativo no reconhecimento planetário. O Radiômetro de Micro-ondas está singularmente equipado para detectar a emissão térmica proveniente da subsuperfície da lua. Ao contrário das câmeras ópticas que veem apenas a superfície, as micro-ondas podem penetrar no gelo sólido, com diferentes comprimentos de onda atingindo diferentes profundidades. Ao analisar esses sinais, a equipe pôde criar um perfil térmico da crosta, distinguindo entre o gelo sólido e os ambientes mais quentes e ricos em líquido que podem estar situados em profundidades maiores.

Operar no ambiente de alta radiação do sistema joviano apresenta imensos obstáculos técnicos. O MWR teve que filtrar o intenso ruído de fundo enquanto capturava dados em quase metade da superfície de Europa durante a breve janela de sobrevoo. Esse processo permitiu que a equipe não apenas medisse a profundidade, mas também identificasse "espalhadores" dentro do gelo. Esses espalhadores são pequenas irregularidades — rachaduras, poros e vazios — estimados em apenas alguns centímetros de diâmetro. Os dados sugerem que esses recursos se estendem por várias centenas de pés abaixo da superfície, fornecendo uma visão detalhada da "crosta superior" deste mundo alienígena.

Implicações para Habitabilidade e Transporte de Nutrientes

A confirmação de uma camada de gelo espessa altera a perspectiva sobre a habitabilidade de Europa. Para que a vida exista no oceano de subsuperfície, deve haver um mecanismo para transportar oxigênio e nutrientes orgânicos da superfície — onde são produzidos pela radiação — para a água. Uma barreira de 18 milhas de espessura representa uma jornada muito mais longa e difícil para esses blocos fundamentais da vida. Se o gelo fosse fino, os materiais da superfície poderiam circular facilmente para o oceano através de flexão de maré ou fraturas de pequena escala.

Com uma camada mais espessa, o transporte de nutrientes provavelmente depende de processos geológicos mais lentos e de grande escala, como a convecção ou movimentos tectônicos massivos. Os dados do MWR sobre a profundidade rasa de rachaduras e poros sugerem que esses recursos dificilmente servirão como "rodovias" diretas para o oceano. Em vez disso, a habitabilidade da lua pode depender da energia térmica gerada pelo aquecimento por maré — a compressão e o estiramento constantes de Europa pela imensa gravidade de Júpiter — que mantém o estado líquido do oceano e potencialmente impulsiona o movimento da camada de gelo ao longo de milhões de anos.

O Caminho para a Europa Clipper

As descobertas da Juno servem como uma missão de reconhecimento vital para a próxima fase da exploração joviana. A futura missão Europa Clipper da NASA, especificamente projetada para investigar o potencial de vida na lua, levará um sofisticado radar de penetração no gelo. A base estabelecida pelo Radiômetro de Micro-ondas da Juno ajudará a equipe da Clipper a refinar seus instrumentos e a visar regiões específicas de interesse onde o gelo possa ser mais fino ou mais geologicamente ativo.

“A espessura da camada de gelo e a existência de rachaduras ou poros dentro dela fazem parte do quebra-cabeça complexo para entender a habitabilidade potencial de Europa”, disse Scott Bolton, investigador principal da Juno no Southwest Research Institute (SwRI). Ao fornecer as primeiras medições diretas da profundidade da camada, a Juno transicionou Europa de um mundo de modelos teóricos para um de parâmetros físicos mensuráveis. À medida que olhamos para missões futuras, a barreira de 18 milhas permanece como um testemunho da escala do desafio — e da recompensa potencial — de procurar vida nos confins escuros e frios do sistema solar exterior.

Futuras Direções na Pesquisa de Mundos Gelados

À medida que os cientistas continuam a processar a riqueza de dados do sobrevoo de 2022, o foco está se voltando para as variações regionais na camada de gelo. Embora a média de 18 milhas seja agora uma métrica padrão, os pesquisadores estão ansiosos para determinar se a camada é significativamente mais fina nos polos da lua ou em áreas de "terreno de caos", onde a superfície parece ter derretido e congelado novamente. Tais variações poderiam fornecer as "janelas" necessárias para que futuros módulos de pouso possam eventualmente sondar as águas abaixo.

O sucesso do MWR em Europa também abre novas portas para o estudo de outras luas geladas, como Ganimedes e Calisto. A técnica de radiometria de micro-ondas provou ser uma ferramenta robusta para observar o interior de planetas, transformando efetivamente uma sonda em uma máquina de "raio-X" por sensoriamento remoto. Com este novo entendimento da crosta de Europa, a busca por vida em nosso sistema solar tem um caminho a seguir mais claro, embora mais profundo.