Herschel descobre colunas de vapor de água na superfície de Ceres

Representação artística do planeta-anão Ceres e da sua fina atmosfera de vapor de água.
Crédito: ESA/ATG medialab.

Há muito que os cientistas suspeitam da presença de quantidades substanciais de água no interior de Ceres. Dados recentemente obtidos pelo observatório espacial europeu Herschel vêm agora demonstrar que a superfície do planeta-anão emite periodicamente vapor de água.

Com cerca de 952 quilómetros de diâmetro, Ceres é o maior objecto da Cintura de Asteróides. Ao contrário da grande maioria dos objectos que povoam esta vasta região, Ceres apresenta um corpo quase esférico, provavelmente, diferenciado num núcleo rochoso e num espesso manto exterior, rico em compostos voláteis. Estes materiais datam dos primeiros milhões de anos de existência do Sistema Solar, e foram acumulados antes da formação dos planetas.

As características espectrais de Ceres sugerem a presença de minerais hidratados na sua superfície. No entanto, até agora, não havia sido detectada de forma conclusiva a presença de água nestas paragens. Foi necessária a acuidade visual no infra-vermelho distante do espectrómetro HIFI (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared) do observatório Herschel para os cientistas observarem, pela primeira vez, a assinatura espectral inequívoca do vapor de água pairando acima da superfície cereriana.

“Esta foi a primeira vez que foi detectado vapor de água em Ceres ou em qualquer outro objecto da Cintura de Asteróides, e providencia provas de que Ceres tem uma superfície gelada e uma atmosfera”, afirma Michael Küppers, autor principal deste trabalho, publicado ontem na revista Nature.

Apesar das observações realizadas pelo HIFI serem demasiado grosseiras para permitirem a identificação de detalhes na superfície de Ceres, a equipa de astrónomos liderada por Küppers conseguiu localizar com precisão as fontes de emissão do vapor de água, através do registo das variações do sinal detectado ao longo do período de rotação de Ceres – aproximadamente 9 horas. Os dados sugerem que o vapor de água escapa para espaço, predominantemente, em duas áreas com diâmetros aproximados de 60 quilómetros, coincidentes com duas manchas escuras anteriormente identificadas em imagens obtidas pelo telescópio Hubble e por telescópios terrestres.

Variabilidade da intensidade do sinal detectado para o espectro de absorção da água, no dia 06 de Março de 2013. As leituras mais elevadas coincidem com as longitudes onde se localizam duas manchas escuras, conhecidas por Piazzi e Região A.
Crédito: adaptado de Küppers et al.

“Estimamos que estejam a ser produzidos aproximadamente 6 kg de vapor de água por segundo, o que requer que apenas se encontre coberta com gelo uma minúscula fracção de Ceres, o que liga lindamente com as duas fontes localizadas por nós observadas”, afirma Laurence O’Rourke, segundo autor do artigo, e investigador principal do programa MACH-11, um programa de observação de asteróides e de cometas protagonizado pelo Herschel, onde se integram estas observações.

Estes resultados são de alguma forma inesperados, uma vez que, ao contrário dos cometas, os asteróides não exibem este tipo de comportamento. A explicação mais provável é a de que o vapor de água é produzido pela sublimação de pequenos reservatórios subsuperficiais de gelo de água, expostos pelas repetidas erupções, num processo autossustentado. As duas manchas escuras deverão ser mais eficientes a libertar vapor de água porque absorvem mais radiação solar, o que as torna nas áreas mais quentes da superfície de Ceres. A sonda Dawn terá a possibilidade de investigar estas regiões quando alcançar o planeta-anão, em Março ou Abril de 2015.

A presença e abundância de água no interior dos asteróides é um assunto de extrema relevância para a compreensão da evolução do Sistema Solar. Há cerca de 4,6 mil milhões de anos, a região central do Sistema Solar era demasiado quente para que a água condensasse nos locais de formação dos quatro planetas interiores (Mercúrio, Vénus, Terra e Marte). A água e outros materiais voláteis terão sido transportados até estes planetas mais tarde, durante o Intenso Bombardeamento Tardio, um período de violentos impactos de asteróides e cometas ocorrido há aproximadamente 3,9 mil milhões de anos.

“A descoberta de vapor de água a ser expelido por Ceres dá-nos novas informações acerca da forma como a água se encontra distribuída no Sistema Solar” afirma Göran Pilbratt, investigador da missão Herschel. “Uma vez que Ceres constitui cerca de 1/3 da massa total da Cintura de Asteróides, este achado torna-se importante, não só para o estudo dos pequenos objectos do Sistema Solar em geral, mas também para um melhor conhecimento acerca da origem da água na Terra.”