Uma nova análise liderada pelo Southwest Research Institute (SWRI) sugere que o azoto líquido pode subir através de fendas e atingir a superfície de Plutão perto da extremidade norte do Sputnik Planitia, o glaciar gigante em forma de coração que domina parte do planeta anão.
As descobertas fornecem a primeira evidência de que fluidos fluíram em Plutão num passado relativamente recente. A pesquisa é baseada em observações da espaçonave New Horizons da NASA e foi liderada pelo vice-presidente associado do SWRI, Dr. Alan Stern, investigador principal da missão New Horizons.
O autor principal, Stern, disse: “Plutão nunca deixa de nos surpreender, e este novo resultado certamente o faz. Além de sugerir que fluidos se expressaram recentemente na superfície de Plutão, também sugere um novo tipo de característica variável no tempo em Plutão.”
Estranhas características escuras nas geleiras gigantes de Plutão
O Sputnik Planitia é uma enorme geleira composta em grande parte por nitrogênio congelado e é maior que as geleiras do Texas e de Oklahoma juntas. Imagens recolhidas pela New Horizons em 2015 e 2016 revelaram que a sua região norte contém células de convecção geopotencial do tamanho de uma cidade, separadas por finas linhas escuras e manchas escuras mais amplas e difusas.
Uma nova investigação dessas características sugere que às vezes elas podem estar temporariamente molhadas. A fonte mais provável é o nitrogênio líquido subindo abaixo da superfície. As descobertas foram publicadas na revista Planetary Science, revisada por pares.
O nitrogênio líquido não pode cair como chuva em Plutão porque a temperatura e as condições atmosféricas do planeta anão não permitem isso. No entanto, partes do norte do Sputnik Planitia foram escurecidas em padrões que se assemelham a características observadas em geleiras terrestres após exposição à água da chuva ou a fluidos que fluem por baixo do gelo.
Pistas do manto de gelo da Groenlândia
Para verificar a semelhança, a equipa liderada pelo SWRI comparou as imagens da New Horizons com as imagens do Landsat 9 da NASA de regiões geladas da Terra, incluindo a camada de gelo da Gronelândia.
Na Groenlândia, estreitas marcas escuras são visíveis em locais onde existia água líquida acima da neve e do gelo. Padrões semelhantes aparecem no Sputnik Planitia, levando os investigadores a propor que os fluidos subterrâneos, particularmente o azoto, estão a subir e podem estar a molhar a superfície congelada de azoto de Plutão.
Kelsey Singer, cientista principal do SWRI, um dos coautores do estudo, disse: “A superfície do Sputnik Planitia é bastante jovem, provavelmente com menos de um milhão de anos de idade, com base na modelagem de tombamento da superfície, e portanto, essas características que estamos vendo devem ter se formado desde então”. “Plutão tem muitos terrenos únicos que não foram vistos em nenhum outro lugar do Sistema Solar, e esta região do Sputnik Planitia é um deles. A sua superfície oferece um conjunto de condições diferente do que estamos habituados na Terra, e a sua descoberta permite-nos compreender melhor como os materiais se comportam em ambientes que são difíceis de produzir na Terra.”
Estudos anteriores, incluindo pesquisas lideradas por Stern, propuseram que líquidos já fluiram em Plutão num passado distante. As novas descobertas vão mais longe, sugerindo que o nitrogênio líquido pode existir abaixo do Sputnik Planitia hoje ou pode ter existido lá recentemente.
Como o nitrogênio líquido pode atingir a superfície?
Simulações de computador, lideradas pelo Dr. Orkan Umurhan, cientista pesquisador sênior do Instituto SETI, fornecem uma possível explicação de como isso poderia acontecer.
Os modelos indicam que o gelo de azoto no fundo do Sputnik Planitia, que tem vários quilómetros de profundidade, pode derreter e produzir azoto líquido. Esse líquido pode então subir através de canais estreitos em direção à superfície, como lava ou material movendo-se através de tubos de gêiseres. A flutuabilidade ou pressão vinda de baixo pode ajudar a empurrar o líquido para cima.
Uma vez atingido a superfície, o nitrogênio líquido pode permanecer na forma líquida por tempo suficiente para viajar rio abaixo através da geleira. À medida que avança, pode molhar o gelo de azoto circundante e criar as marcas escuras vistas pela New Horizons.
“Penso que o grande significado destas descobertas, e a imagem fascinante que promovem, é uma grande motivação e razão para investigar a física do nitrogénio no estado sólido a temperaturas muito baixas”, disse Umurhan. “Em particular, é importante investigar a física que ocorre em materiais sólidos de nitrogênio sob tensão e deformação, o que pode causar seu derretimento. Esses processos nunca foram estudados em detalhes reais em laboratório.”
Implicações além de Plutão
Até agora, os investigadores não identificaram evidências claras deste tipo de fluxo de fluido basal em qualquer outro lugar de Plutão. No entanto, mais de metade do planeta anão nunca foi mapeado em alta resolução, deixando aberta a possibilidade de que processos semelhantes possam estar a ocorrer noutras regiões.
Os mesmos processos que envolvem a fusão de líquidos e o movimento ascendente também podem ajudar a explicar a atividade em outras partes do Sistema Solar. Um possível exemplo é Tritão, a maior lua de Netuno, onde a espaçonave Voyager 2 da NASA observou gêiseres em erupção na superfície.
Os cientistas dizem que serão necessárias observações adicionais de alta resolução de Plutão e de outros planetas da Cintura de Kuiper para determinar se processos semelhantes ocorrem noutros locais do distante Sistema Solar.
O Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins em Laurel, Maryland, projetou, construiu e operou a espaçonave New Horizons e a missão para a Diretoria de Missões Científicas da NASA. O Escritório do Programa de Missão Planetária no Marshall Space Flight Center (MSFC) em Huntsville, Alabama, fornece a supervisão da NASA para a New Horizons. O Southwest Research Institute, com sede em San Antonio, dirige a missão através do investigador principal Dr. Alan Stern, que lidera a equipe científica, as operações de carga útil e o planejamento científico. New Horizons faz parte do programa New Frontiers gerenciado pelo MSFC da NASA.
