p Em um novo relatório sobre Avanços da Ciência , Mark Elowitz, e uma equipe de cientistas em ciências físicas, física óptica, ciência planetária e pesquisa de radiação nos EUA, REINO UNIDO., Índia, e Taiwan, apresentou a primeira análise de espectros de refletância ultravioleta distante de regiões nos hemisférios anterior e posterior de Rhea - coletados pelo espectrógrafo de imagem ultravioleta Cassini durante sobrevôos direcionados. Nesse trabalho, eles objetivaram especificamente explicar a característica de ampla absorção não identificada centrada perto de 184 nanômetros do espectro resultante. Usando medições de laboratório da espectroscopia UV de um conjunto de moléculas, Elowitz et al. encontraram um bom ajuste para os espectros de Rhea com monohidrato de hidrazina e várias moléculas contendo cloro. Eles mostraram que o monohidrato de hidrazina é o candidato mais plausível para explicar a característica de absorção em 184 nm. A hidrazina também foi um propulsor nos propulsores da Cassini, Contudo, Neste caso, os propulsores não foram usados ​​durante voos de satélite gelados e, portanto, o sinal foi assumido para não subir do combustível da nave espacial. Os cientistas então detalharam como o monohidrato de hidrazina pode ser quimicamente produzido em superfícies geladas. p Lua de Saturno Rhea

p O conhecimento da geologia e da topografia da superfície da segunda maior lua de Saturno, Rhea, avançou bastante por vários voos durante a missão Cassini-Huygens. A superfície de Rhea é repleta de crateras com características geomorfológicas para indicar atividade endogênica, como grandes crateras de impacto na direção norte-sul. A temperatura da superfície de Rhea pode mudar de cerca de 40 a 100 K, com alto albedo geométrico visível. O albedo, ou seja, a quantidade de luz refletida de um objeto celestial, era consistente com uma superfície composta de gelo de água, normalmente suportado pela medição de recursos de absorção de infravermelho (IR). Em geral, Rhea orbita Saturno a uma distância de aproximadamente 8,75 raios de Saturno com uma velocidade de 8,5 Km / s, onde seu hemisfério viajante é irradiado por plasma viajando a aproximadamente 57 Km / s. Os grãos do anel E de Saturno podem bombardear e revestir grande parte da superfície de Reia, e tais bombardeios de diferentes fontes poderiam causar mudanças químicas na superfície irradiada para sintetizar uma rica superfície química. Contudo, a composição da superfície de Rhea atualmente permanece amplamente desconhecida. Nesse trabalho, Elowitz et al. usaram quatro espectrógrafos de imagem ultravioleta Cassini / ultravioleta distante (UVIS / FUV) observações resolvidas em disco de Rhea. Para reduzir o ruído nos dados, os pesquisadores aplicaram um filtro de suavização. Eles observaram que os espectros são dominados pelas características de absorção de gelo de água, como observado em satélites gelados anteriores. Eles exploraram explicações para amplos espectros de absorção em toda a faixa de comprimento de onda aproximando-se de 179 a 189 nm no espectro UVIS de Rhea.

p Examinando a química da superfície de Rhea

p Os cientistas mediram os espectros de laboratório de várias espécies moleculares e suas misturas para derivar restrições ópticas. Rhea e Dione são geralmente conhecidos por compartilharem uma geomorfologia semelhante com base no Subsistema Científico de Imagens de alta resolução da Cassini (ISS). Ambos os satélites gelados de tamanho médio consistiam em uma exosfera de oxigênio / dióxido de carbono com propriedades fotométricas e composicionais semelhantes. Tanto Rhea quanto Dione exibiram hemisférios líderes mais brilhantes com muito pouco escurecimento dos membros em ângulos de fase baixos. A equipe creditou os hemisférios mais brilhantes à deposição de água gelada do anel E de Saturno, onde Rhea e Dione mostraram propriedades fotométricas semelhantes ao lado de razões de cor laranja / violeta para implicar a semelhança de suas superfícies. Eles obtiveram os espectros do modelo resultante de monohidrato de hidrazina (N ₂ H ₄ .H ₂ O) e triclorometano (CHCl ₃ ) abaixo de uma camada de gelo de água usando medições de absorvância em laboratório e a teoria de Hapke. Depois de examinar os espectros modelados, Elowitz et al. mostraram a presença de monohidrato de hidrazina ou moléculas de clorometano para explicar os fracos, ampla absorção observada entre as regiões de 179 e 189 nm. Os resultados não mostraram variações significativas na força da banda em observações ou locais em Rhea.

p As origens dos compostos de cloro em Rhea

p Em seguida, a equipe explorou as possíveis fontes e sumidouros de cada espécie molecular, compreender os compostos químicos responsáveis ​​pelos fracos espectros de absorção da região de interesse. Eles levantaram a hipótese da presença de uma fonte de tetracloreto de carbono (CCl ₄ ) em Rhea, seguido por uma nova camada de gelo de água distribuída em cima do anel E de Saturno. A técnica de espectroscopia de refletância de UV foi sensível apenas aos poucos micrômetros superiores, permitindo aos cientistas detectar uma camada de compostos de clorometano sob as deposições de gelo de água. Contudo, ainda era difícil explicar a presença de compostos de cloro por vias químicas em Rhea, uma vez que sua origem exigia a presença de uma camada oceânica interna ou liberação exogênica por micrometeoróides ou asteróides contendo cloro. Por exemplo, se os compostos existissem profundamente no interior de Rhea, eles poderiam diminuir o ponto de congelamento da água gelada para aumentar a probabilidade de uma camada aquosa. Os pesquisadores já haviam detectado sais à base de cloro, como cloreto de sódio, nas plumas de Enceladus como evidência de um oceano interno. Contudo, era improvável que compostos de cloro migrassem para a superfície de Rhea através de rachaduras na casca de gelo devido à profundidade comparativamente maior de sua camada líquida. A possível fonte remanescente de cloro foi via liberação exogênica por asteróides condríticos ao longo da história. O cloro condensado pode então ter sido redistribuído para outras regiões do satélite por meio de pulverização catódica induzida por partículas carregadas da magnetosfera de Saturno, para explicar a ampla distribuição de compostos de cloro amostrados.

p Compreendendo a produção de monohidrato de hidrazina em Rhea

p Em comparação com o clorometano, a produção de monohidrato de hidrazina era mais fácil de explicar devido a reações químicas envolvendo gelo de água e amônia ou liberação da atmosfera rica em nitrogênio de Titã. Elowitz et al. considerou a possibilidade de contaminação dos dados de UVIS por um propelente de hidrazina da espaçonave Cassini, embora fosse altamente improvável, uma vez que os propulsores de hidrazina não foram usados ​​durante voos de satélite gelados. A equipe confirmou a assinatura específica de um recurso de 184 nm na superfície de Rhea usando as observações do espectrômetro de UV feitas pela espaçonave Cassini. Além disso, a irradiação de amônia por partículas carregadas da magnetosfera de Saturno induziu a dissociação das moléculas de amônia para formar diazeno e hidrazina. A fonte de amônia em Rhea pode ser primordial, incorporado em seu interior durante a formação e trazido à superfície dentro de um período de atividade endogênica, como é evidente nas imagens da Cassini ISS, embora a amônia provavelmente não sobrevivesse indefinidamente na superfície. A equipe sugere uma análise mais aprofundada para entender o potencial de transferência de materiais de satélite para satélite na atmosfera de Titã para explicar a presença de monohidrato de hidrazina em Reia.

p Panorama

p Desta maneira, Mark Elowitz e colegas detalharam a primeira pesquisa geoquímica da superfície gelada de Rhea, lua de Saturno, na região ultravioleta distante. Os resultados indicaram a possível presença de compostos de clorometano sob uma camada de água gelada, ou a presença de um complexo de monohidrato de hidrazina. Eles assumiram que a hidrazina era o candidato predominante para as características espectrais de UV observadas em 184 nm, em comparação com compostos de clorometano. A equipe creditou a presença de amônia na camada superior gelada de Reia como a fonte do monohidrato de hidrazina. Os pesquisadores também pretendem explorar a possibilidade de síntese de hidrazina na atmosfera da maior lua de Saturno, Titã, e sua transferência de satélite para satélite para chegar a Reia através de períodos geológicos. p © 2021 Science X Network