Pela primeira vez, astrônomos descobriram evidências de vapor de água na atmosfera da lua Ganimedes, do planeta Júpiter, a maior do Sistema Solar. Esse vapor se forma quando o gelo da superfície da lua é sublimado (passa do estsado sólido ao gasoso).

Imagem de Ganymede obtida pela sonda Juno, da Nasa, em junho de 2021
Lua de Júpiter, Ganimedes, vista pelo telescópio espacial Hubble da Nasa em 1996. Astrônomos agora usaram conjuntos de dados novos e de arquivo do Hubble para revelar evidências de vapor d’água na atmosfera dessa lua. Imagem: NASA, ESA, John Spencer (SwRI Boulder)

Segundo a Phys.org, os cientistas usaram conjuntos de dados novos e de arquivo do telescópio espacial Hubble, da Nasa, para fazer a descoberta, publicada na revista Nature Astronomy.

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Pesquisas anteriores ofereceram evidências circunstanciais de que Ganimedes contém mais água do que todos os oceanos da Terra. No entanto, as temperaturas lá são tão baixas que a água na superfície é sólida e congelada. 

De acordo com a pesquisa, o oceano de Ganimedes residiria cerca de 160 km abaixo da crosta, o que significa que  o vapor d’água não representaria a evaporação desse oceano.

Primeiras imagens UV de Ganimedes têm 23 anos

Em 1998, o Espectrógrafo de Imagens do Telescópio Espacial Hubble (STIS) obteve as primeiras imagens ultravioleta (UV) de Ganimedes, que revelaram filamentos coloridos de gás eletrificado chamados de bandas aurorais, e forneceram evidências adicionais de que essa lua tem um campo magnético fraco.

As semelhanças nessas observações de UV foram explicadas pela presença de oxigênio molecular (O2). Mas, algumas características observadas não correspondiam às emissões esperadas de uma atmosfera de O2 puro. 

Ao mesmo tempo, os cientistas concluíram que essa discrepância provavelmente estava relacionada a maiores concentrações de oxigênio atômico (O).

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Como parte de um grande programa de observação para apoiar a missão Juno da Nasa em 2018, Lorenz Roth, do KTH Royal Institute of Technology em Estocolmo, na Suécia, liderou a equipe que começou a medir a quantidade de oxigênio atômico com o Hubble. 

Na análise, a equipe combinou os dados de dois instrumentos: Cosmic Origins Spectrograph (COS) do Hubble, de 2018, e imagens de arquivo do Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), de 1998 a 2010.

Ganimedes, lua de Júpiter, tem quantidade insignificante de oxigênio atômico

Surpreendentemente, ao contrário das interpretações originais dos dados de 1998, os pesquisadores descobriram que quase não havia oxigênio atômico na atmosfera de Ganimedes. Isso significa que deve haver outra explicação para as diferenças aparentes nessas imagens de aurora ultravioleta.

A temperatura da superfície de Ganimedes varia fortemente ao longo do dia, e por volta do meio-dia perto do equador pode se tornar suficientemente quente para que a superfície do gelo libere (ou sublime) algumas pequenas quantidades de moléculas de água.

Na verdade, as diferenças percebidas nas imagens UV estão diretamente correlacionadas com onde a água seria esperada na atmosfera da lua. “Até agora, apenas o oxigênio molecular foi observado”, explicou Roth. “Este é produzido quando partículas carregadas corroem a superfície de gelo. O vapor de água que medimos agora é originário de sublimação do gelo causada pela fuga térmica de vapor de água a partir de regiões geladas quando aquecidas”.

ESA prepara missão para explorar luas de Júpiter

Essa descoberta dá novas bases à próxima missão da agência espacial europeia (ESA), denominada JUICE, que significa JUpiter ICy moons Explorer. JUICE é a primeira missão de grande porte no programa Cosmic Vision 2015-2025 da ESA. 

Planejada para lançamento em 2022 e chegada a Júpiter em 2029, JUICE passará pelo menos três anos fazendo observações detalhadas de Júpiter e três de suas maiores luas, com ênfase particular em Ganimedes como corpo planetário e habitat potencial.

Ganimedes foi identificado para investigação detalhada porque fornece um laboratório natural para análise da natureza, evolução e habitabilidade potencial de mundos gelados em geral, papel que desempenha dentro do sistema de satélites galileanos e suas interações magnéticas e de plasma únicas com Júpiter e seus meio ambientes.

“Nossos resultados podem fornecer às equipes de instrumentos da JUICE informações valiosas que podem ser usadas para refinar seus planos de observação para otimizar o uso da espaçonave”, acrescentou Roth.

Compreender o sistema de Júpiter e desvendar sua história, desde sua origem até o possível surgimento de ambientes habitáveis, proporcionará uma melhor compreensão de como os planetas gigantes gasosos e seus satélites se formam e evoluem. 

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