Coluna de fumaça da lua Enceladus é metade gelo, diz pesquisa

Pesquisadores elevaram sua estimativa quanto à proporção de gelo presente na coluna de fumaça lançada pela lua Enceladus, em Saturno. Até 50% da coluna de fumaça lançada pelos gêiseres de Enceladus pode consistir de gelo, revelou um pesquisador durante a recente reunião da União Geofísica Americana em San Francisco, Califórnia.

Anteriormente, os cientistas acreditavam que de 10% a 20% da coluna de fumaça consistiam de gelo, apenas, e que o restante consistia de vapor de água. Alguns pesquisadores acreditam que o estudo, comandado por Andrew Ingersoll, cientista planetário do Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena, sustenta a ideia de que as colunas de fumaça são causadas por um lago subterrâneo que ferve e lança material ao espaço, em lugar de serem causadas por processos mais frios, como a sublimação.

Ingersoll baseou sua estimativa em uma série de fotos de Enceladus obtidas em 2006 pela espaçonave de exploração Cassini. O momento "era muito especial", ele diz, porque dois eventos importantes estavam acontecendo simultaneamente: Enceladus estava perfeitamente iluminada pelo Sol, o que permitia que as partículas de gelo presentes na coluna de fumaça fossem facilmente observadas; e, ao mesmo tempo, a Cassini estava à sombra de Saturno. "Isso nos permitiu realizar observações na direção do Sol sem que seu brilho ofuscasse os instrumentos", disse Ingersoll.

As fotos mostravam Enceladus em diferentes pontos de sua órbita e em três faixas de onda ¿ultravioleta, luz visível e infravermelho. Em combinação, as imagens permitiram que a equipe de Ingersoll determinasse o tamanho das partículas de gelo nas colunas de fumaça, bem como seu índice de concentração.

Alimentando as colunas de fumaça

A equipe então calculou com que velocidade as partículas de gelo teriam de ser disparadas pelos gêiseres da lua para que contivessem o volume de gelo visto nas fotos. Eles constataram que Enceladus deve estar emitindo cerca de 200 quilos de gelo por segundo, um volume quase idêntico ao de vapor de água determinado por outros processos de medição.

A relação de um para um entre gelo e vapor de água representa uma restrição importante para a forma de operação dos gêiseres, disse Ingersoll. Em estudo aceito para publicação pela revista Icarus, ele examinou um cenário sob o qual os gêiseres são alimentados por um vapor nevoento que se sublima do gelo em câmaras subterrâneas. Mas isso não enquadra aos dados, ele diz. "Teríamos 1% de gelo e 99% de vapor de água, se fosse esse o método", afirma.

Uma maneira de obter mais gelo, diz Ingersoll, seria que as câmaras dos gêiseres contivessem água. Quando uma rachadura se abre, a água fica exposta ao vácuo do espaço e começa a ferver, ele diz. Mas boa parte do vapor se congela imediatamente, "e assim temos uma fração considerável de sólidos" na coluna de fumaça.

A presença de água em forma líquida é muito intrigante para aqueles que esperam que um dia seja possível encontrar vida em Enceladus. Mas nem todo mundo acredita que seja necessária água para criar as colunas de fumaça dos gêiseres.

Susan Kieffer, cientista planetária da Universidade do Illinois em Urbana-Champaign, por exemplo, redigiu um estudo segundo o qual a pluma continha apenas 10 a 20% de gelo. No entanto, ela não é adversária das constatações de Ingersoll. "Eles tiveram acesso a muitos dados novos", disse.

Mas Kieffer ainda não está pronta a reconhecer que a descoberta de Ingersoll requeira a presença de água. Em lugar disso, diz, ela prefere um modelo próprio que envolve alimentação de gêiseres pela descompressão explosiva de materiais conhecidos como clatratos, quando rachaduras na crosta os expõem ao vácuo.

Clatratos expostos

Os clatratos são gaiolas de dimensões moleculares de um composto que pode conter diversas outras moléculas. Os clatratos que alimentam as colunas de fumaça de Enceladus, assim, poderiam aprisionar numerosos outros gases que compõem cerca de 10% da coluna de fumaça.

"Os clatratos são cestas de lixo para acumular gases", diz Kieffer. Quanto um clatrato se decompõe, ela argumenta, não libera apenas vapor de água, mas também partículas de gelo, em volume suficiente para justificar os cálculos de Ingersoll sobre as colunas de fumaça. "Nosso modelo permite produzir muito gelo", ela diz.

Assim, das três principais teorias sobre a formação dos gêiseres de Enceladus ¿sublimação em câmaras crias e nevoentas; água líquida (que poderia sustentar vida) arremessada ao vácuo pela fervura; e clatratos explosivos-, apenas a primeira parece estar descartada pela descoberta de Ingersoll.

O debate continua, animado como sempre

"Creio que seja seguro estimar que ainda restem anos de debate sobre o assunto", diz Carolyn Porco, diretora da equipe de imagem do projeto Cassini. Kieffer concorda. "O argumento não vai desaparecer como resultado de uma apresentação", ela afirma. "Pode ser que persista até que nova espaçonave visite a região, ou até que surjam observações mais definitivas".