A lua gelada de Saturno pode abrigar um oceano estável e habitável.

Um novo estudo liderado por pesquisadores da Universidade de Oxford, do Southwest Research Institute e do Planetary Science Institute em Tucson, Arizona, forneceu a primeira evidência de um fluxo de calor significativo no polo norte de Encélado, derrubando suposições anteriores de que a perda de calor estava confinada ao seu polo sul ativo.

Um novo estudo restringiu o fluxo de calor condutivo global de Encélado ao analisar as variações sazonais de temperatura em seu polo norte (amarelo). Esses resultados, quando combinados com os já existentes de sua região polar sul altamente ativa (vermelho), fornecem a primeira restrição observacional do balanço de perda de energia de Encélado (<54 GW) – o que é consistente com a entrada de energia prevista (50 a 55 GW) proveniente do aquecimento das marés. Isso implica que a atividade atual de Encélado é sustentável a longo prazo – um pré-requisito importante para a evolução da vida, que se acredita ser possível em seu oceano subsuperficial global. Crédito: Universidade de Oxford / NASA / JPL-CalTech / Instituto de Ciências Espaciais (PIA19656 e PIA11141)

Essa descoberta confirma que a lua gelada emite muito mais calor do que seria esperado se fosse simplesmente um corpo passivo, reforçando a hipótese de que ela poderia abrigar vida.

A pesquisa foi publicada na revista Science Advances .

Encélado é um mundo altamente ativo, com um oceano subterrâneo global e salgado, que se acredita ser a fonte de seu calor. A presença de água líquida, calor e os elementos químicos certos (como fósforo e hidrocarbonetos complexos) faz com que seu oceano subterrâneo seja considerado um dos melhores lugares em nosso sistema solar para a evolução da vida fora da Terra.

Mas esse oceano subterrâneo só pode sustentar a vida se tiver um ambiente estável, com suas perdas e ganhos de energia em equilíbrio. Esse equilíbrio é mantido pelo aquecimento das marés: a gravidade de Saturno estica e comprime a lua enquanto ela orbita, gerando calor em seu interior. Se Encélado não ganhar energia suficiente, sua atividade superficial diminuirá ou cessará, e o oceano poderá eventualmente congelar. Energia em excesso, por outro lado, poderia causar um aumento na atividade oceânica, alterando seu ambiente.

"Encélado é um alvo fundamental na busca por vida fora da Terra, e entender a disponibilidade de sua energia a longo prazo é essencial para determinar se ele pode sustentar a vida", disse a Dra. Georgina Miles (Southwest Research Institute e Cientista Visitante do Departamento de Física da Universidade de Oxford), autora principal do artigo.

Até agora, as medições diretas da perda de calor de Encélado só haviam sido feitas no polo sul, onde plumas impressionantes de gelo e vapor de água irrompem de fissuras profundas na superfície. Em contraste, acreditava-se que o polo norte fosse geologicamente inativo.

Utilizando dados da sonda Cassini da NASA, os pesquisadores compararam observações da região polar norte no inverno rigoroso (2005) e no verão (2015). Esses dados foram usados ​​para medir quanta energia Encélado perde de seu oceano subterrâneo "quente" (0°C, 32°F) , à medida que o calor viaja através de sua camada de gelo até a superfície gélida da lua (-223°C, -370°F) e é então irradiado para o espaço.

Ao modelar as temperaturas superficiais esperadas durante a noite polar e compará-las com observações infravermelhas do Espectrômetro Infravermelho Composto da Cassini (CIRS), a equipe descobriu que a superfície no polo norte estava cerca de 7 K mais quente do que o previsto. Essa discrepância só pôde ser explicada pelo vazamento de calor do oceano abaixo.

O fluxo de calor medido (46 ± 4 miliwatts por metro quadrado) pode parecer pequeno, mas representa cerca de dois terços da perda de calor (por unidade de área) através da crosta continental da Terra. Em toda a ilha de Encélado, essa perda de calor por condução totaliza cerca de 35 gigawatts: o equivalente aproximado à produção de mais de 66 milhões de painéis solares (com potência de 530 W) ou 10.500 turbinas eólicas (com potência de 3,4 MW).

Quando combinada com o calor previamente estimado que escapa do polo sul ativo de Encélado , a perda total de calor da lua sobe para 54 gigawatts, um valor que corresponde de perto à entrada de calor prevista pelas forças de maré. Esse equilíbrio entre produção e perda de calor sugere fortemente que o oceano de Encélado pode permanecer líquido por escalas de tempo geológicas, oferecendo um ambiente estável onde a vida poderia potencialmente surgir.

"Compreender a quantidade de calor que Encélado perde em escala global é crucial para saber se ele pode sustentar a vida", disse a Dra. Carly Howett (Departamento de Física da Universidade de Oxford e Instituto de Ciências Planetárias em Tucson, Arizona), autora correspondente do artigo. "É realmente empolgante que este novo resultado apoie a sustentabilidade de longo prazo de Encélado, um componente crucial para o desenvolvimento da vida."

Segundo os pesquisadores, o próximo passo fundamental será determinar se o oceano de Encélado existe há tempo suficiente para que a vida se desenvolva. No momento, sua idade ainda é incerta.

O estudo também demonstrou que dados térmicos podem ser usados ​​para estimar independentemente a espessura da camada de gelo, uma métrica importante para futuras missões que planejam explorar o oceano de Encélado, por exemplo, usando sondas robóticas ou submersíveis. As descobertas sugerem que o gelo tem entre 20 e 23 km de profundidade no polo norte , com uma média de 25 a 28 km globalmente — ligeiramente mais profundo do que as estimativas anteriores obtidas usando outras técnicas de sensoriamento remoto e modelagem.

"Extrair as sutis variações de temperatura da superfície causadas pelo fluxo de calor condutivo de Encélado, a partir de suas mudanças de temperatura diárias e sazonais, foi um desafio, e só foi possível graças às missões prolongadas da Cassini", acrescentou o Dr. Miles. "Nosso estudo destaca a necessidade de missões de longa duração a mundos oceânicos que possam abrigar vida, e o fato de que os dados podem não revelar todos os seus segredos até décadas após sua obtenção."

Phys.org