Observações do Telescópio Espacial James Webb levaram dois estudos independentes a propor que o gelo de dióxido de carbono na lua de Júpiter, Europa, se origina do oceano subterrâneo. As descobertas fornecem novos insights sobre a composição do oceano interno de Europa, que é considerado um alvo principal na busca por vida extraterrestre.
Dois estudos sugerem que o dióxido de carbono na superfície de Europa tem origem no oceano interno da lua. Observações recentes de Europa pelo Telescópio Espacial Webb indicam que o gelo de dióxido de carbono da lua se origina do oceano subterrâneo, destacando a abundância de carbono neste potencial centro de vida extraterrestre.
Usando observações recentes do Telescópio Espacial James Webb (JWST) do gelo de dióxido de carbono (CO2) na lua de Júpiter, Europa, dois estudos independentes sugerem que o dióxido de carbono se origina do oceano subterrâneo do corpo gelado. As descobertas das duas equipas de investigação fornecem novos conhecimentos sobre a composição pouco conhecida do oceano interno de Europa.
Acredita-se que a lua de Júpiter, Europa, tenha um oceano subterrâneo de água líquida salgada sob uma camada de água gelada sólida. Por causa disso, Europa é um alvo principal para a busca de vida em outras partes do sistema solar. A avaliação da habitabilidade potencial deste oceano profundo depende da sua composição química, incluindo a abundância de elementos essenciais à vida, como o carbono.
Pesquisas anteriores identificaram a presença de gelo sólido de dióxido de carbono na superfície de Europa, mas não foi possível determinar se o dióxido de carbono provém de um oceano subterrâneo, é atingido por meteoritos na superfície lunar ou é produzido na superfície lunar através de interações com a magnetosfera de Júpiter. Determinar a fonte do dióxido de carbono poderia restringir a composição química do oceano interno de Europa.
A câmera infravermelha próxima (NIRCam) do Telescópio Espacial James Webb da NASA capturou esta imagem da superfície da lua de Júpiter, Europa. Webber descobriu dióxido de carbono na superfície gelada de Europa, que provavelmente vem do oceano subterrâneo da lua. Esta descoberta tem implicações importantes para a habitabilidade potencial do oceano de Europa. Como os satélites são mais brilhantes em comprimentos de onda infravermelhos mais curtos, eles aparecem em azul na maior parte do tempo. As feições brancas correspondem aos terrenos caóticos Povis-Riggio (esquerda) e Tara-Riggio (centro, direita), mostrando gelo superficial aumentado de dióxido de carbono. Fonte: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Samantha K Trumbo (Cornell University), Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)
Analisando a distribuição de dióxido de carbono na Europa
Em dois estudos separados, os investigadores analisaram espectros de dióxido de carbono no infravermelho próximo na superfície de Europa obtidos com o JWST.
Em um dos estudos, Samantha Trumbo e Michael Brown usaram dados do JWST para mapear a distribuição de dióxido de carbono na Europa e descobriram que a área com os maiores níveis de dióxido de carbono está em Tara Regio – uma área de cerca de 1.800 quilômetros quadrados dominada por “terreno caótico”, material que ressurgiu após destruição geológica.
De acordo com os investigadores, a quantidade de dióxido de carbono encontrada nesta região recentemente recapeada - uma das topografias mais jovens da superfície de Europa - sugere que veio de uma fonte interna de carbono. Isto significa que o dióxido de carbono foi formado nos oceanos subterrâneos de Europa e trazido à superfície em escalas de tempo geologicamente recentes.
No entanto, os autores disseram que a possibilidade de formação de dióxido de carbono na superfície a partir de matéria orgânica marinha ou carbonatos não pode ser completamente descartada. Seja qual for a explicação, o oceano subterrâneo contém carbono.
A primeira imagem é um mapa da superfície de Europa usando a Near Infrared Camera (NIRCam) do Telescópio Espacial James Webb da NASA, e as próximas três imagens são mapas de composição usando dados da Unidade de Campo Integrada do Espectrômetro de Infravermelho Próximo (NIRSpec/IFU) de Webb. No mapa de composição, os pixels brancos correspondem ao dióxido de carbono na topografia caótica em grande escala conhecida como Tara Regio (centro e direita), e a concentrações parciais de dióxido de carbono no caótico Powys Regio (esquerda). A segunda e a terceira imagens mostram evidências de dióxido de carbono cristalizado, enquanto a quarta imagem mostra a forma amorfa complexa do dióxido de carbono. Fonte: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Samantha K Trumbo (Cornell University), Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)
Outro estudo também encontrou
Num estudo separado dos mesmos dados do JWST, Geronimo Villanueva e colegas descobriram que o dióxido de carbono na superfície de Europa está misturado com outros compostos. A equipe também descobriu que o dióxido de carbono está concentrado na região de Tara e acredita que isso indica que o carbono na superfície da Lua vem de dentro.
Os autores mediram a proporção isotópica 12C/13C do gelo, mas não conseguiram distinguir entre fontes abióticas e bióticas. Além disso, a equipe procurou por plumas de materiais voláteis que rompem a crosta gelada da Lua. Embora evidências dessas características tenham sido relatadas em estudos anteriores, os autores não detectaram nenhuma atividade de pluma nas observações do JWST.
Eles acreditam que as plumas em Europa podem ser raras ou, por vezes, não conter os gases voláteis que procuravam. Os resultados destes dois estudos complementam-se e reforçam a conclusão de que o oceano subterrâneo de Europa é rico em carbono.