p As luas geladas do sistema solar exterior têm potencial para vida, dado que podem conter oceanos de água. Mas a vida também precisa de uma fonte de entrada de energia para realizar funções essenciais, como o crescimento, reprodução e movimento. p Quão, então, poderia a energia ser gerada em uma lua distante, longe do calor do sol? Um artigo recente analisou como o aquecimento das marés poderia ocorrer nos oceanos das luas de Saturno, Titã e Encélado, que são bem estudados pela missão Cassini da NASA e da Agência Espacial Europeia. Embora os cientistas tenham alguma ideia da espessura desses oceanos, a quantidade de energia produzida pela dissipação das marés nesses mundos distantes é desconhecida. Mais modelagem e estudos serão necessários nas próximas décadas.

p O novo jornal, "Modelando numericamente a dissipação das marés com arrasto de fundo nos oceanos de Titã e Enceladus, "foi publicado recentemente online na revista Icarus. A pesquisa analisou dois tipos diferentes de modelos de arrasto que afetariam a dissipação das marés nos oceanos, e faz previsões sobre como essa dissipação pode alterar as órbitas das luas. A pesquisa foi liderada por Hamish Hay, candidato a doutorado em ciências planetárias no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, e foi coautor de seu supervisor, Isamu Matsuyama.

p A pesquisa de Hay aplicou uma simulação de computador que ele desenvolveu para investigar a resistência das marés nos oceanos de Titã e Enceladus. Eles incluíram arrasto Rayleigh (que se aplica a fluxos suaves) e arrasto inferior (que é mais turbulento). Prevê-se que o fluxo real nos oceanos das luas geladas seja turbulento.

p Energia das marés

p Hay manteve seu modelo simples para ver se combinava com os cálculos teóricos de outros autores. Isso significava que, por exemplo, ele não colocou uma tampa de gelo nos oceanos, que é o que se encontra nessas luas distantes. Ele também manteve a espessura do uniforme dos oceanos em toda a lua. Esta é uma boa aproximação para luas grandes como Titã, mas não para Encélado, onde sabemos que o oceano é mais espesso no pólo sul. Com seu modelo agora conhecido por coincidir com a teoria existente muito de perto, ele planeja trabalhos futuros para explorar os efeitos adicionais de uma calota de gelo e mudanças espaciais na espessura do oceano.

p Luas geladas dissipam energia porque experimentam uma mudança na força gravitacional devido à variação da distância entre a lua e o planeta, e a inclinação do eixo de rotação da lua. Hay aplicou cada um deles, por sua vez, variando a espessura do oceano e o coeficiente de arrasto, uma representação numérica da resistência do fluido, para ver como a quantidade de energia dissipada é afetada. Ele começou aplicando a mudança da distância planeta-lua a Titã com o resultado de que seu modelo mostrou vários picos na dissipação de energia quando o oceano está muito estreito, apenas algumas dezenas de metros de espessura. Contudo, O oceano de Titã é na verdade muito mais espesso (mais de 100 quilômetros de espessura), então sua verdadeira energia dissipada, devido à mudança na distância entre a lua e o planeta, espera-se que seja muito menor.

p Quando Hay considerou a dissipação devido à inclinação do eixo de rotação de Titã, o resultado foi bem diferente. Se o oceano de Titã tiver pelo menos 100 metros de espessura, o aquecimento que ocorre é controlado pela quantidade de resistência que o oceano experimenta enquanto flui, conhecido como "coeficiente de arrasto inferior".

p "Isso significaria que o oceano está dissipando mais energia do que esperávamos de outra forma, "disse ele." Claro, isso depende da magnitude do coeficiente de arrasto inferior, que eu enfatizo, nós não sabemos, " ele disse.

p Em Enceladus, de acordo com a modelagem de Hay, o aquecimento do arrasto do fundo e a mudança da distância lua-planeta ocorrem mais facilmente quando o oceano tem menos de um quilômetro de espessura, muito mais fino do que a espessura real do oceano lunar. Os efeitos do arrasto de Rayleigh não mostram uma quantidade significativa de energia das marés dissipada. Ao contrário do Titan, a inclinação rotacional de Enceladus é provavelmente muito pequena para causar uma dissipação de maré significativa, portanto, qualquer energia para Encélado teria que vir de outro processo.

p Sabe-se que as marés também afetam as órbitas dos satélites. Por exemplo, a dissipação das marés ao longo dos éons pode circular a órbita de um planeta. No caso do Titan, O modelo de Hay mostrou que a dissipação das marés com um oceano espesso o suficiente poderia diminuir a velocidade com que a lua está se afastando de Saturno. Um oceano muito fino pode fazer a lua migrar em direção a Saturno, mas não é esperado que seja o caso em Titan.

p Hay disse que é muito cedo para falar em detalhes sobre quaisquer implicações para a astrobiologia, mas espera que sua pesquisa leve a uma melhor compreensão do ambiente das marés em Encélado e Titã e quanta energia das marés poderia estar disponível para a vida nessas luas.

p A missão da Cassini terminará em setembro de 2017, quando a espaçonave, com pouco combustível, é direcionado para Saturno. A manobra não dará apenas aos cientistas algumas medidas da atmosfera de Saturno, mas também protegerá as luas geladas próximas de qualquer chance de contaminação. p Esta história foi republicada como cortesia da Revista Astrobiologia da NASA. Explore a Terra e muito mais em www.astrobio.net.