Hubble encontra evidência de vapor de água em Lua de Júpiter

Ganimedes, vista pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA em 1996.

A lua de Júpiter, Ganimedes, é a maior lua e o nono maior objeto do Sistema Solar. Ela pode reter mais água do que todos os oceanos da Terra, mas as temperaturas lá são tão frias que a água na superfície congela e o oceano fica cerca de 160 quilômetros abaixo da crosta. No entanto, onde há água pode haver vida como a conhecemos. Identificar a água líquida em outros mundos é crucial na busca por planetas habitáveis ​​além da Terra. E agora, pela primeira vez, foram encontradas evidências de uma atmosfera de água sublimada na lua gelada Ganimedes.

Em 1998, o Espectrógrafo de Imagens do Telescópio Espacial do Hubble (STIS) tirou as primeiras imagens ultravioleta (UV) de Ganimedes, que revelaram um padrão particular nas emissões observadas da atmosfera da lua. A lua exibe bandas aurorais que são um tanto semelhantes às observadas na Terra e em outros planetas com campos magnéticos. Essas imagens foram, portanto, evidências ilustrativas de que Ganimedes tem um campo magnético permanente. As semelhanças entre as duas observações ultravioleta foram explicadas pela presença de oxigênio molecular, O₂. As diferenças eram explicadas na época pela presença de oxigênio atômico, O, que produz um sinal que afeta mais uma cor de UV do que a outra.

Observações ultravioleta do Hubble de Ganimedes em 1998

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, Suécia, liderou uma equipe que se propôs a capturar espectros UV de Ganimedes com o Espectrógrafo de Origens Cósmicas (COS) do Hubble, instrumento para medir a quantidade de oxigênio atômico. Eles realizaram uma análise combinada de novos espectros obtidos em 2018 com o COS e imagens de arquivo do instrumento STIS de 1998 e 2010. Para sua surpresa, e em contraste com as interpretações originais dos dados de 1998, eles descobriram que quase não havia oxigênio atômico na atmosfera de Ganimedes. Isso significa que deve haver outra explicação para as diferenças aparentes entre as imagens da aurora ultravioleta.

A explicação foi então descoberta por Roth e sua equipe na distribuição relativa das auroras nas duas imagens. 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 gelada libere algumas pequenas quantidades de moléculas de água. Na verdade, as diferenças percebidas entre as imagens UV estão diretamente correlacionadas onde a água seria esperada na atmosfera da lua.

"Inicialmente, apenas o O₂ havia sido observado" , explicou Roth. "Isso é produzido quando partículas carregadas erodem a superfície do gelo. O vapor de água que agora medimos se origina da sublimação do gelo causada pelo escape térmico do vapor de H₂O das regiões geladas quentes."

Esta descoberta antecipa a próxima missão  JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) da ESA, a primeira missão de grande porte no programa Cosmic Vision da ESA 2015–2025. Planejado para lançamento em 2022 e chegada a Júpiter em 2029, ela passará pelo menos três anos fazendo observações detalhadas de Júpiter e três de suas maiores luas, com ênfase particular em Ganimedes como um corpo planetário e potencial mundo habitável. Ganimedes foi identificado para investigação detalhada porque fornece um laboratório natural para a análise da natureza, evolução e habitabilidade potencial de mundos gelados em geral e o papel que desempenha dentro do sistema de satélites galileanos e suas interações magnéticas e de plasma únicas com Júpiter e seu ambiente (conhecido como sistema de Júpiter).

"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, nos proporcionará uma melhor compreensão de como os planetas gigantes gasosos e seus satélites se formam e evoluem. Além disso, espera-se que novos "insights" sejam encontrados sobre o potencial para o surgimento de vida em sistemas exoplanetários semelhantes a Júpiter.

Link do artigo da Nature - https://www.nature.com/articles/s41550-021-01426-9