A possibilidade de um novo oceano na lua de Saturno, Mimas, continua a aumentar.
A investigação que mapeia a espessura da crosta de gelo mundial não só fornece uma janela para a idade dos oceanos existentes, mas também detecta onde a crosta terrestre pode ser mais fina – um local perfeito para futuras missões de sondagem oceânica. Entretanto, o exame da maior cratera de Mimas limita ainda mais a faixa etária dos oceanos potenciais.
“Quando olhamos para Mimas, não vemos nada do que estamos habituados a ver nos mundos oceânicos”, disse Alyssa Rhoden, cientista planetária do Southwest Research Institute (SwRI) em Boulder, Colorado, na reunião conjunta no mês passado. Congresso Europeu de Ciência Planetária – Reunião da Divisão de Ciência Planetária.
Irmão Saturno Lua Encélado e luas de Júpiter Europa Pensa-se que ambos os planetas têm oceanos e as suas superfícies estão cobertas por uma rede de fendas e fissuras, sugerindo que os seus volumes mudam à medida que o gelo derrete em água. Mas existem poucas rupturas visíveis nas camadas externas da menor lua principal de Saturno, Mimas. Suas crateras também parecem imutáveis, como se estivessem esculpidas na rocha e não no gelo.
No ano passado, no entanto, os investigadores anunciaram que as medições da sonda Cassini da NASA apoiavam Um oceano relativamente novo Mimas, uma ideia que os cientistas vêm considerando há muito tempo últimos dez anos Os dados da Cassini continuam a fluir para a Terra. Dados iniciais da Cassini sugerindo um oceano jovem Este também é o caso no mundo, embora os cientistas inicialmente estivessem céticos. No entanto, observações detalhadas fornecem agora fortes evidências de que o oceano em Mimas está enterrado sob 20 a 30 quilómetros de gelo sólido.
Rowden e os seus colegas aplicaram um modelo baseado na espessura da camada térmica de Europa a Mimas para determinar a espessura da camada gelada desta última e como o calor flui através da sua superfície. Eles descobriram que quando o mundo começa a derreter, isso acontece muito rapidamente.
O derretimento de Mimas está essencialmente relacionado à sua órbita. Embora os cientistas ainda estejam tentando descobrir como as luas do sistema saturniano se formaram, é provável que todos os oceanos onde as luas nasceram estejam congelados há muito tempo. No entanto, os cientistas acreditam que os oceanos que podem existir hoje em Mimas não são remanescentes da sua formação, mas chegaram mais recentemente – provavelmente criados por mudanças nas viagens lunares.
À medida que a lua orbita o planeta, os dois objetos são atraídos um pelo outro. Na Terra, o resultado é mudança das marés oceânicas Assim como nossa lua puxa a água. Menos óbvio é como a própria Terra atrai a superfície rochosa sólida da Lua.
Parece que algo no sistema saturniano, em algum momento, lançou Mimas para uma órbita menos circular e mais excêntrica, alterando a atração da gravidade de Saturno sobre o gelo sólido. Os cientistas descobriram que o empurrão e puxão de Saturno a partir da nova posição da lua gera calor que derrete o gelo em água. É provável que isso forme um novo oceano. Ao mesmo tempo, a gravidade está lentamente tornando a órbita da Lua mais circular.
À medida que o caminho da Lua circula novamente, as forças das marés não serão mais capazes de derreter o gelo, e os oceanos nascentes que os cientistas acreditam existir irão congelar novamente lentamente.
Roden e seus colegas estudaram como a excentricidade mudou para recriar o que é visto hoje em Mimas. Eles descobriram que uma forte mudança na órbita derreteria completamente a superfície da Lua, apagando completamente as crateras e outras características da superfície. Eles descobriram que as mudanças orbitais de Mimas provavelmente ocorreram nos últimos 10 a 15 milhões de anos – um piscar de olhos nas escalas de tempo astronômicas e consistente com estimativas anteriores da idade dos oceanos jovens.
A equipe também simulou como o calor viaja pela Lua para determinar como futuras missões poderão detectar oceanos subterrâneos. Suas simulações sugerem que o fluxo de calor no gelo e o resultante derretimento e afinamento da camada de gelo podem não ser simples. No entanto, futuros orbitadores poderão usar medições de calor para sondar o oceano abaixo.
“Seria difícil, mas pode ser viável”, disse Roden.
estrela do coração da morte
A forma de uma cratera pode fornecer muitas informações sobre o solo em que ela se formou. O impacto não apenas escavou material até a superfície para estudo posterior, mas sua rigidez também permitiu aos pesquisadores determinar o quão duro era o gelo na área quando se formou.
Simulações de formação de crateras em Mimas mostram que quando Herschel ser esculpido. Ao modelar diferentes períodos da história de Mimas, desde a ausência de oceano até um mundo aquático coberto de gelo, os investigadores descobriram que o Herschel provavelmente se formou quando Mimas estava prestes a derreter.
Mimas “precisa estar em um ponto de inflexão”, diz a cientista planetária Adeene Denton, também do SwRI Rede Espacial. “Poderia permanecer neste ponto crítico por milhões de anos, mas precisaria estar próximo”.
Denton também propôs o resultado dela em EPSC. Roden também é um dos autores do estudo, que foi publicado recentemente na revista Cartas da Terra e da Ciência Planetária.
Mimas tem uma montanha central no seu centro que foi formada por um objeto massivo que impactou a menor das principais luas de Saturno. Os picos centrais são uma característica comum de grandes crateras de impacto, e a sua formação é uma condição do tamanho relativo do impactor e do seu alvo. Em trabalhos anteriores, Denton determinou que as colisões com gelo sólido criam crateras sem pico.
No entanto, os impactadores também são escavadores, esculpidos na crosta da matriz. Se Rhea tivesse um oceano abaixo de sua superfície, a colisão teria enviado água para todos os lados. O líquido está muito relaxado para criar picos.
“A água não pode construir uma estrutura como esta”, disse Denton.
O Herschel provavelmente se formou quando o oceano começou a derreter, quando o gelo estava mais quente, mas ainda não completamente líquido.
A pesquisa de Denton aumenta a janela possível para a formação do Herschel de um milhão de anos para 10 milhões de anos. “Ainda é pouco tempo do ponto de vista geológico, mas é muito melhor do que um”, disse Denton no EPSC. “É um jogo de ordens de magnitude.”
Este estudo, combinado com o trabalho de Roden sobre a dinâmica térmica do interior da Lua e outros estudos realizados na superfície lunar, está a ajudar os investigadores a compreender melhor esta lua incompreendida.
“Tudo isto está agora a construir uma narrativa coerente sobre Mimas como um jovem mundo oceânico”, disse Denton.
