Hubble descobre jactos de vapor de água no pólo sul de Europa

Sobreposição na mesma escala de uma imagem em ultravioleta dos jactos de vapor de água europeanos sobre uma imagem real em luz visível de Europa e Júpiter.
Crédito: NASA/ESA/M. Kornmesser.

Cientistas anunciaram na semana passada a descoberta de jactos de vapor de água na região do pólo sul de Europa. Usando o telescópio espacial Hubble, a equipa liderada por Lorenz Roth do Southwest Research Institute, em San Antonio, nos EUA, observou as emissões ultravioletas do vapor de água pairando acima do hemisfério sul da lua de Júpiter, providenciando assim as primeiras evidências directas da presença de gêiseres na superfície europeana.

Observações realizadas pelas missões Voyager e Galileo tinham já sugerido a presença de um oceano líquido global debaixo da crusta gelada de Europa, o que tornou a lua joviana num dos principais alvos na busca por mundos potencialmente habitáveis além da Terra.” A descoberta de que vapor de água é ejectado nas proximidades do pólo sul fortalece a posição de Europa como candidato de topo para uma potencial habitabilidade”, afirma Roth. “No entanto, não sabemos ainda se estes jactos estão ou não ligados à água subsuperficial.”

Esta descoberta torna Europa na segunda lua conhecida no Sistema Solar com gêiseres de vapor de água na sua superfície. Em 2005, a Cassini tinha já detectado estruturas semelhantes na região do pólo sul da lua saturniana Encélado.

Gêiseres na região do pólo sul de Encélado. O arco brilhante visível abaixo da pequena lua é formado pelas camadas superiores da atmosfera saturniana iluminadas pela luz solar. Imagem obtida pela sonda Cassini a 13 de Agosto de 2010.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute.

Os gêiseres europeanos foram identificados a partir de dados recolhidos pelo Hubble em Dezembro de 2012. Observações realizadas pelo instrumento Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) permitiram a detecção de fracas emissões ultravioletas provenientes de uma aurora no pólo sul de Europa. As auroras de Europa são criadas pelo intenso campo magnético de Júpiter. À medida que a lua viaja na sua órbita, partículas aceleradas pela magnetosfera joviana atingem violentamente os jactos na região do pólo sul, provocando a quebra das ligações atómicas das moléculas de água. Os iões de oxigénio e hidrogénio gerados desta forma deixam uma assinatura característica nas cores da aurora.

“Levámos o Hubble até aos seus limites para vermos estas emissões muito fracas”, diz Joachim Saur, investigador da Universidade de Colónia, na Alemanha, e co-autor deste trabalho. “Só depois de ter sido efectuada uma reparação numa câmara em particular, na última missão de serviço do Space Shuttle ao telescópio espacial Hubble, é que conseguimos a sensibilidade necessária para procurarmos a sério por estes jactos.”

Até agora foi apenas detectado vapor de água nos jactos de Europa – por oposição aos jactos de Encélado, que também contêm gelo e partículas de poeira. “Estes podem ser jactos muito subtis, porque deverão ser muito ténues e difíceis de observar em luz visível”, afirma Saur. A equipa sugere que os jactos poderão ter origem nos longos lineamentos visíveis na superfície de Europa. Fissuras semelhantes foram fotografadas pela Cassini nas proximidades do pólo sul de Encélado.

Roth e colegas descobriram, ainda, que, tal como acontece em Encélado, a intensidade dos jactos de Europa varia de acordo com a sua posição orbital. O Hubble apenas conseguiu observar gêiseres activos quando a lua joviana se encontrava nas proximidades do apojove, o ponto na sua órbita mais distante de Júpiter.

Esta variabilidade na actividade dos jactos poderá ser explicada pelo stress induzido pela força gravitacional de maré nos lineamentos de Europa ao longo da sua órbita. No apojove, estas estruturas tendem a abrir, permitindo a erupção dos gêiseres. À medida que a lua viaja em direcção ao perijove, os lineamentos vão fechando, extinguindo assim os jactos de vapor de água. “A aparente variabilidade das erupções suporta uma previsão chave de que, se existe um oceano subsuperficial em Europa, então devemos ver este tipo de efeito de maré”, diz Kurt Retherford, investigador do Southwest Research Institute, e membro da equipa.

Curiosamente, os jactos de Europa e de Encélado têm abundâncias de vapor de água muito semelhantes. Como a força gravitacional é 12 vezes mais intensa em Europa do que em Encélado, o vapor de água não consegue escapar para o espaço. Em vez disso, os jactos elevam-se até 200 quilómetros acima da superfície, caindo depois, provavelmente, sob a forma de finas partículas de gelo nas áreas em redor. Este fenómeno deverá produzir manchas brilhantes na região do pólo sul, uma região mapeada pela sonda Galileo apenas em baixas resoluções.

Esta descoberta é uma importante notícia para a JUICE, a futura missão da ESA focada na exploração de Júpiter e das luas Europa, Ganimedes e Calisto. A JUICE deverá ser lançada em 2022 para uma missão de 3 anos no sistema joviano, com início previsto para 2030.

Podem ler mais sobre este trabalho aqui, aqui e aqui.

Concepção artística de um geiser na lua Europa. Crédito: NASA/ESA/K. Retherford/SWRI