Há evidências de que Ariel, lua de Urano, pode ter tido um vasto oceano sob seu exterior congelado. Pesquisa publicada em Ícaro Explora como esse oceano oculto pode ter mudado ao longo do tempo e sugere que pode ter tido mais de 170 quilómetros de profundidade. Em comparação, a profundidade média do Oceano Pacífico é de cerca de 4 quilômetros.
“Ariel é única entre as luas geladas”, disse Alex Patthoff, cientista sênior do Planetary Science Institute e coautor do artigo.
Uma lua com um passado surpreendentemente violento
Ariel é a mais brilhante das luas de Urano e a segunda mais próxima do planeta. Com apenas 720 milhas (1.159 km) de diâmetro (a distância de PSI em Tucson a Salt Lake City, Utah), é classificada como a quarta maior lua do sistema uraniano.
Apesar do seu tamanho relativamente pequeno, a superfície de Ariel é invulgarmente complexa. De acordo com o primeiro autor do artigo, Caleb Strom, recém-formado da Universidade de Dakota do Norte, características antigas, como crateras de impacto, existem ao longo de uma área muito menor. Algumas áreas lisas também podem ter se formado através do criovulcanismo, um processo no qual água, gelo ou outro material volátil irrompe de um mundo gelado em vez de rocha derretida.
A parte aérea também é coberta por fraturas, cristas e grabens, áreas onde partes da crosta caíram abaixo do terreno circundante. Algumas destas estruturas são muito maiores em escala do que aquelas encontradas em quase qualquer outro lugar do Sistema Solar.
Reconstrução do interior oculto de Ariel
Essas enormes características superficiais foram o que inspiraram a nova investigação. Os pesquisadores queriam determinar como seria o interior e a órbita de Ariel no passado para produzir as fraturas visíveis hoje.
Um fator chave é a excentricidade orbital, que mede o quanto uma órbita difere de um círculo perfeito. Mudanças na estrutura interna e na excentricidade orbital de Ariel podem afetar a quantidade de estresse das marés que atua em sua crosta gelada. À medida que a Lua gira em torno de Urano, as forças gravitacionais puxam-no e comprimem-no repetidamente, potencialmente colocando tensão suficiente na superfície para causar grandes fraturas.
“Primeiro, mapeámos as grandes estruturas visíveis na superfície, depois utilizámos um programa de computador para modelar a tensão das marés na superfície, que resulta da distorção de Ariel do tamanho de uma bola de futebol para o tamanho de uma bola de futebol modesta e vice-versa à medida que se aproxima e se afasta de Úrano durante a sua órbita,” disse Patthoff. “Ao combinar os modelos com o que vemos na superfície, podemos fazer inferências sobre a excentricidade passada de Ariel e a espessura do oceano.”
órbita muito excêntrica
Os pesquisadores descobriram que a excentricidade orbital de Ariel pode ter sido cerca de 0,04, cerca de 40 vezes maior que o valor atual.
Embora 0,04 ainda represente uma órbita que pareceria aproximadamente circular, essa diferença teria aumentado muito as forças de maré que atuam em Ariel. A sua órbita teria sido cerca de quatro vezes mais excêntrica do que a da lua de Júpiter, Europa, cuja concha gelada está fortemente fraturada devido à constante atração gravitacional e compressão que experimenta.
Essas forças podem ter desempenhado um papel importante na formação da paisagem dramática de Ariel.
“Para criar essas fraturas, é necessário ter gelo muito fino sobre um oceano muito grande, ou alta excentricidade e um oceano pequeno”, disse Patthoff. “Mas de qualquer forma, precisamos de um oceano para podermos criar as fissuras que vemos na superfície de Ariel.”
Urano pode ter mundos oceânicos gêmeos
O estudo aéreo é o segundo de uma série que examina o que pode ter existido outrora sob a superfície das luas de Urano. No ano passado, a mesma equipe de pesquisa relataram resultados semelhantes Quanto a Miranda, outra lua gelada orbitando Urano.
No geral, as descobertas levantam a possibilidade de que mais de uma lua no sistema uraniano possa ter um grande oceano subterrâneo.
“Estamos a obter provas de que o sistema de Urano pode albergar mundos oceânicos gémeos,” disse Tom Nordheim, co-autor do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins e investigador principal da Bolsa de Trabalho do Sistema Solar da NASA que financiou os estudos de Miranda e Ariel. “Infelizmente, só vimos os hemisférios sul de Ariel e Miranda. Mas os nossos resultados podem dar-nos previsões sobre o que futuras naves espaciais poderão ver nos hemisférios norte inexplorados da Lua, tais como a localização de fracturas e cristas ali. Em última análise, só precisamos de voltar ao sistema de Urano e ver por nós próprios.”
O que uma futura missão de Urano pode revelar
Os cientistas ainda não sabem exatamente quando o oceano profundo de Ariel pode ter existido, ou há quanto tempo existiu. No entanto, os novos resultados fornecem uma base importante para estudos futuros que investiguem como os oceanos subterrâneos em mundos gelados distantes se formam, evoluem e potencialmente desaparecem ao longo do tempo.
Uma futura missão espacial a Urano também poderia testar as previsões dos investigadores, criando imagens dos desconhecidos hemisférios norte de Ariel e Miranda e descobrindo fracturas e cristas esperadas dos seus modelos.
Esta pesquisa também foi financiada pelo North Dakota Space Grant Consortium.
