A lua gelada de Júpiter, Europa, há muito tempo é considerada um dos mundos mais habitáveis do Sistema Solar. Agora, a missão Juno a Júpiter amostrou diretamente sua atmosfera em detalhes pela primeira vez. Os resultados, publicados na Nature Astronomy, mostram que a superfície gelada de Europa produz menos oxigênio do que pensávamos.
Há muitas razões para se entusiasmar com a possibilidade de encontrar vida microbiana em Europa. Evidências da missão Galileo mostraram que a lua possui um oceano abaixo de sua superfície gelada, contendo cerca do dobro da quantidade de água dos oceanos da Terra. Além disso, modelos derivados de dados de Europa mostram que seu leito oceânico está em contato com rocha, possibilitando interações químicas água-rocha que produzem energia, tornando-a a principal candidata para a vida.
Observações telescópicas, por outro lado, revelam uma atmosfera fraca e rica em oxigênio. Também parece que erupções intermitentes de água ocorrem periodicamente do oceano. E há algumas evidências da presença de elementos químicos básicos na superfície – incluindo carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre – usados pela vida na Terra. Alguns desses elementos podem infiltrar-se na água a partir da atmosfera e da superfície.
O aquecimento de Europa e seu oceano se deve em parte à órbita da lua ao redor de Júpiter, que produz forças de maré para aquecer um ambiente frio.
"Embora Europa possua três ingredientes básicos para a vida – água, os elementos químicos certos e uma fonte de calor – ainda não sabemos se houve tempo suficiente para o desenvolvimento da vida.
O outro candidato principal em nosso sistema solar é Marte, o alvo do rover Rosalind Franklin em 2028. A vida pode ter começado em Marte ao mesmo tempo que na Terra, mas provavelmente parou devido às mudanças climáticas.
Um terceiro candidato é a lua de Saturno, Encélado, onde a missão Cassini-Huygens descobriu plumas de água de um oceano subterrâneo salgado, também em contato com rocha no fundo do oceano.
Titã é o segundo colocado mais próximo, com sua atmosfera espessa de compostos orgânicos, incluindo hidrocarbonetos e tolinas, nascidos na alta atmosfera. Estes então flutuam até a superfície, revestindo-a com ingredientes para a vida.
Perda de oxigênio
A missão Juno possui os melhores instrumentos de partículas carregadas enviados a Júpiter até o momento. Ele pode medir a energia, direção e composição de partículas carregadas na superfície. Instrumentos semelhantes em Saturno e Titã encontraram tolinas (um tipo de substância orgânica) lá. Mas também mediram partículas que sugeriam atmosferas nas luas de Saturno, Rhea e Dione, além daquelas em Titã e Encélado.
Essas partículas são conhecidas como íons de captura. As atmosferas planetárias consistem em partículas neutras, mas o topo de uma atmosfera se torna “ionizado” (perdendo elétrons) na luz solar e por meio de colisões com outras partículas, formando íons (átomos carregados que perderam elétrons) e elétrons livres.
Quando um plasma – um gás carregado que compõe o quarto estado da matéria além de sólido, líquido e gás – flui passando por uma atmosfera com íons recém-formados, ele perturba a atmosfera com campos elétricos que podem acelerar os novos íons – a primeira parte de um processo de captura de íons.
Esses íons de captura então espiralam em torno do campo magnético do planeta e geralmente são perdidos da atmosfera, enquanto alguns atingem a superfície e são absorvidos. O processo de captura eliminou partículas da atmosfera marciana após o campo magnético do planeta vermelho ser perdido há 3,8 bilhões de anos.
Europa também possui um processo de captura. As novas medições mostram os sinais característicos de oxigênio molecular e íons de hidrogênio capturados da superfície e da atmosfera. Alguns destes escapam de Europa, enquanto alguns atingem a superfície gelada aumentando a quantidade de oxigênio na e sob a superfície.
Isso confirma que oxigênio e hidrogênio são de fato os principais constituintes da atmosfera de Europa – em concordância com observações remotas. No entanto, as medições implicam que a quantidade de oxigênio sendo produzida – liberada pela superfície para a atmosfera – é apenas cerca de 12 kg por segundo, no extremo inferior das estimativas anteriores de cerca de 5 kg a 1.100 kg por segundo.
Isso indicaria que a superfície sofre muito pouco desgaste. As medições indicam que isso pode corresponder a apenas 1,5 cm da superfície de Europa por milhão de anos, o que é menos do que pensávamos. Portanto, Europa está constantemente perdendo oxigênio devido a processos de captura, com apenas uma pequena quantidade de oxigênio adicional sendo liberada da superfície para reabastecê-lo e acabar de volta na superfície.
O que isso significa para suas chances de abrigar vida? Alguns do oxigênio retido na superfície pode encontrar seu caminho até o oceano subsuperficial para nutrir qualquer vida lá. Mas com base na estimativa do estudo da perda geral de oxigênio, isso deve ser menos do que os 0,3 kg-300 kg por segundo estimados anteriormente.
Ainda resta saber se essa taxa, registrada em 29 de setembro de 2022, é usual. Talvez não seja representativa do oxigênio geral na lua. Pode ser que a erupção de plumas, a posição orbital e as condições a montante aumentem e diminuam a taxa em determinados momentos, respectivamente.
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A missão Europa Clipper da Nasa, a ser lançada ainda este ano, e a missão Juice, que fará dois sobrevôos de Europa a caminho de orbitar Ganimedes, serão capazes de acompanhar essas medições e fornecer muito mais informações sobre a habitabilidade de Europa.
Andrew Coates, Professor de Física, Diretor Adjunto (Sistema Solar) do Mullard Space Science Laboratory, UCL
Este artigo foi republicado do The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
