Modelagem revela como o planeta anão Ceres potencializa atividade geológica inesperada
Esta ilustração modela a topografia (em metros) de Ceres do projeto Dawn da NASA, com algumas das principais crateras do planeta anão sendo rotuladas. As linhas pretas representam as falhas descritas no artigo de Scott King. Crédito:Scott King
Por muito tempo, nossa visão de Ceres era confusa, disse Scott King, geocientista da Virginia Tech College of Science. Um planeta anão e o maior corpo encontrado no cinturão de asteroides – a região entre Júpiter e Marte salpicada com centenas de milhares de asteroides – Ceres não tinha características de superfície distinguíveis nas observações telescópicas existentes da Terra.
Então, em 2015, o orbe nebuloso que era Ceres apareceu. Essa visão foi impressionante para cientistas como King. Dados e imagens coletados pela missão Dawn da NASA forneceram uma imagem mais clara da superfície, incluindo sua composição e estruturas, que revelaram atividade geológica inesperada.
Os cientistas tinham visto o tamanho geral de Ceres em observações anteriores. Era tão pequeno que foi considerado inativo. Em vez disso, Dawn descobriu um grande planalto em um lado de Ceres que cobria uma fração do planeta anão, semelhante ao que um continente pode ocupar na Terra. Ao seu redor havia fraturas em rochas agrupadas em um local. E havia vestígios visíveis de um mundo oceânico:depósitos por toda a superfície onde os minerais se condensaram à medida que a água evaporava – a marca de um oceano gelado.
Um professor do Departamento de Geociências, King, que estuda principalmente corpos maiores, como planetas, queria saber como um corpo tão pequeno quanto Ceres poderia gerar o calor necessário para alimentar esse tipo de atividade geológica e explicar as características da superfície captadas por Alvorecer.
Por meio de modelagem, ele e uma equipe de cientistas de várias universidades, bem como do United States Geological Survey e do Planetary Science Institute, descobriram que o decaimento de elementos radioativos no interior de Ceres poderia mantê-lo ativo. Suas descobertas foram publicadas recentemente em
AGU Advances .
O estudo de King de grandes planetas como Terra, Vênus e Marte sempre lhe mostrou que os planetas começam quentes. A colisão entre objetos que formam um planeta cria esse calor inicial. Ceres, por outro lado, nunca cresceu o suficiente para se tornar um planeta e gerar calor da mesma maneira, disse King. Para aprender como ainda poderia gerar calor suficiente para alimentar a atividade geológica, ele usou teorias e ferramentas computacionais anteriormente aplicadas a planetas maiores para estudar o interior de Ceres e procurou evidências que pudessem apoiar seus modelos em dados retornados pela missão Dawn.
O modelo da equipe do interior do planeta anão mostrou uma sequência única:Ceres começou frio e aquecido por causa do decaimento de elementos radioativos como urânio e tório – que era sozinho o suficiente para alimentar sua atividade – até que o interior se tornou instável.
“O que eu veria no modelo é que, de repente, uma parte do interior começaria a aquecer e se moveria para cima e a outra parte se moveria para baixo”, disse King.
Essa instabilidade poderia explicar algumas das características da superfície que se formaram em Ceres, conforme revelado pela missão Dawn. O grande planalto tinha-se formado apenas num lado de Ceres com nada do outro lado, e as fraturas estavam agrupadas num único local à sua volta. A concentração de feições em um hemisfério sinalizou para King que a instabilidade havia ocorrido e deixou um impacto visível.
"Aconteceu que você poderia mostrar no modelo que onde um hemisfério tinha essa instabilidade que estava subindo, causaria extensão na superfície e era consistente com esses padrões de fraturas", disse King.
Com base no modelo da equipe, Ceres não seguiu o padrão típico de um planeta de primeiro quente e depois frio, com seu próprio padrão de frio, quente e frio novamente. “O que mostramos neste artigo é que o aquecimento radiogênico por si só é suficiente para criar uma geologia interessante”, disse King.
Ele vê semelhanças com Ceres nas luas de Urano, que um estudo encomendado pela NASA e pela National Science Foundation recentemente considerou alta prioridade para uma grande missão robótica. Com melhorias adicionais no modelo, ele espera explorar seus interiores também.
"Algumas dessas luas não são muito diferentes em tamanho de Ceres", disse King. "Acho que aplicar o modelo seria realmente emocionante."
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