Missão Juno da NASA mede produção de oxigênio na Europa

A lua jupiteriana coberta de gelo gera 1.000 toneladas de oxigênio a cada 24 horas – o suficiente para manter um milhão de humanos respirando por um dia.

Esta vista da lua gelada de Júpiter, Europa, foi captada pela câmara JunoCam a bordo da nave espacial Juno da NASA durante o "flyby" da missão no passado dia 29 de setembro de 2022. Crédito: dados de imagem - NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; processamento - Kevin M. Gill

Cientistas da missão Juno da NASA a Júpiter calcularam que a taxa de oxigénio produzido na lua jupiteriana Europa é substancialmente menor do que a maioria dos estudos anteriores. Publicadas em 4 de março na Nature Astronomy , as descobertas foram obtidas medindo a liberação de hidrogênio da superfície da lua gelada usando dados coletados pelo instrumento Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) da espaçonave.

Os autores do artigo estimam que a quantidade de oxigênio produzida seja de cerca de 26 libras por segundo (12 quilogramas por segundo). As estimativas anteriores variam de algumas libras a mais de 2.000 libras por segundo (mais de 1.000 quilogramas por segundo). Os cientistas acreditam que parte do oxigénio produzido desta forma poderia chegar ao oceano subterrâneo da Lua como uma possível fonte de energia metabólica.

Com um diâmetro equatorial de 3.100 quilômetros (1.940 milhas), Europa é a quarta maior das 95 luas conhecidas de Júpiter e o menor dos quatro satélites galileanos. Os cientistas acreditam que um vasto oceano interno de água salgada se esconde sob a sua crosta gelada e estão curiosos sobre o potencial de existência de condições de suporte à vida abaixo da superfície.

Não é apenas a água que chama a atenção dos astrobiólogos: a localização da lua jupiteriana também desempenha um papel importante nas possibilidades biológicas. A órbita de Europa coloca-a bem no meio dos cinturões de radiação do gigante gasoso. Partículas carregadas ou ionizadas de Júpiter bombardeiam a superfície gelada, dividindo as moléculas de água em duas para gerar oxigênio que pode chegar ao oceano lunar.

“A Europa é como uma bola de gelo que perde lentamente a água num riacho. Exceto que, neste caso, a corrente é um fluido de partículas ionizadas varridas em torno de Júpiter pelo seu extraordinário campo magnético”, disse o cientista JADE Jamey Szalay, da Universidade de Princeton, em Nova Jersey. “Quando estas partículas ionizadas atingem Europa, elas quebram a água-gelo molécula por molécula na superfície para produzir hidrogénio e oxigénio. De certa forma, toda a camada de gelo está sendo continuamente erodida por ondas de partículas carregadas que chegam até ela.”

Esta ilustração mostra partículas carregadas de Júpiter a embater na superfície de Europa, dividindo as moléculas de água gelada em moléculas de oxigénio e hidrogénio. Os cientistas pensam que alguns destes gases de oxigénio recém-criados poderão migrar para o oceano subsuperficial da lua, como se pode ver na inserção. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SWRI/PU

Capturando o Bombardeio

Enquanto Juno voava a 220 milhas (354 quilômetros) de Europa às 14h36 PDT de 29 de setembro de 2022, JADE identificou e mediu íons de hidrogênio e oxigênio que foram criados pelo bombardeio de partículas carregadas e então “captados” pelo campo magnético de Júpiter. campo enquanto passava pela lua.

“Quando a missão Galileo da NASA passou por Europa, abriu-nos os olhos para a interacção complexa e dinâmica que Europa tem com o seu ambiente. Juno trouxe uma nova capacidade para medir diretamente a composição de partículas carregadas emitidas pela atmosfera de Europa, e mal podíamos esperar para espiar por trás da cortina deste excitante mundo aquático”, disse Szalay. “Mas o que não percebíamos é que as observações de Juno nos dariam uma restrição tão rigorosa à quantidade de oxigénio produzido na superfície gelada de Europa.”

Juno carrega 11 instrumentos científicos de última geração projetados para estudar o sistema jupiteriano, incluindo nove sensores de partículas carregadas e ondas eletromagnéticas para estudar a magnetosfera de Júpiter.

“A nossa capacidade de voar perto dos satélites galileus durante a nossa missão alargada permitiu-nos começar a abordar uma vasta gama de ciência, incluindo algumas oportunidades únicas para contribuir para a investigação da habitabilidade de Europa”, disse Scott Bolton, investigador principal de Juno do Southwest Research Institute. em Santo Antonio. “E ainda não terminamos. Mais sobrevôos lunares e a primeira exploração do anel próximo e da atmosfera polar de Júpiter ainda estão por vir.”

A produção de oxigênio é uma das muitas facetas que a missão Europa Clipper da NASA investigará quando chegar a Júpiter em 2030. A missão tem uma carga sofisticada de nove instrumentos científicos para determinar se Europa tem condições que possam ser adequadas para a vida.

Agora Bolton e o resto da equipe da missão Juno estão de olho em outro mundo jupiteriano, a lua Io, enfeitada por vulcões. No dia 9 de abril, a sonda chegará a cerca de 16.500 quilómetros da sua superfície. Os dados recolhidos por Juno irão somar-se às descobertas de sobrevôos anteriores de Io, incluindo duas aproximações extremamente próximas de cerca de 1.500 quilómetros em 30 de dezembro de 2023 e 3 de fevereiro de 2024.

Fonte: Nasa.gov