Esta ilustração mostra como seria o interior de Europa. Os gêiseres podem entrar em erupção através de rachaduras e fissuras no gelo. Crédito:NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll Em 2013, o Telescópio Espacial Hubble detectou vapor de água na lua de Júpiter, Europa. O vapor era evidência de plumas semelhantes às da lua de Saturno, Encélado. Essa e outras evidências convincentes mostraram que a Lua tem um oceano. Isso levou à especulação de que o oceano poderia abrigar vida.
Mas o oceano está obscurecido por uma espessa camada global de gelo, tornando as plumas a nossa única forma de examinar o oceano. As plumas são tão difíceis de detectar que ainda não foram confirmadas.
O autor principal do artigo que apresenta as evidências do Hubble de 2013 é Lorenz Roth, do Southwest Research Institute. Ele disse:"De longe, a explicação mais simples para este vapor de água é que ele irrompeu de plumas na superfície de Europa. Se essas plumas estiverem conectadas com o oceano subterrâneo que temos certeza de que existe sob a crosta de Europa, então isso significa que futuras investigações podemos investigar diretamente a composição química do ambiente potencialmente habitável de Europa sem perfurar camadas de gelo e isso é tremendamente emocionante."
É, mas primeiro os cientistas têm de encontrar as plumas.
"Levámos o Hubble ao seu limite para ver esta emissão muito ténue. Estas podem ser plumas furtivas porque podem ser ténues e difíceis de observar na luz visível," disse Joachim Saur da Universidade de Colónia, co-autor do artigo de 2013.
Descrevê-los como tênues plumas furtivas revelou-se profético.
Recentemente, uma equipe de pesquisadores procurou as plumas. Os seus resultados estão numa apresentação feita no Simpósio 383 da IAU intitulada "Espectroscopia ALMA da Europa:Uma Busca por Plumas Ativas". O autor principal é M.A. Cordiner, da Divisão de Exploração do Sistema Solar do Goddard Space Flight Center da NASA. O artigo está disponível no arXiv servidor de pré-impressão.
“O oceano subterrâneo de Europa é um alvo de alta prioridade na busca por vida extraterrestre, mas as investigações diretas são dificultadas pela presença de uma espessa camada de gelo exterior”, escrevem os autores. Os investigadores usaram o ALMA para procurar emissões moleculares de plumas atmosféricas. Eles estavam investigando processos sob o gelo que poderiam ajudá-los a compreender o oceano de Europa e a sua química.
O sistema solar está cheio de corpos gelados, incluindo cometas, objetos do Cinturão de Kuiper, planetas anões e luas como Europa. Europa tem uma densidade elevada em comparação com outros corpos gelados, indicando um interior rochoso substancial. Seu oceano representa cerca de 10% da Lua e é coberto por uma concha gelada de espessura incerta. Pode ter várias dezenas de quilômetros de espessura. Os cientistas aprenderam muito disto com a missão Galileo da NASA.
Estas são quatro imagens ALMA de Europa. Os pesquisadores observaram a lua em quatro dias diferentes para que pudessem obter imagens de quase toda a superfície. Eles não encontraram plumas. Crédito:Cordiner et al. 2024
Nos últimos anos, Europa e o seu oceano saltaram para o topo da lista de alvos na procura de vida. As razões não são obscuras:a água líquida é um farol irresistível na nossa busca por locais habitáveis. As plumas do oceano de Europa são a nossa única forma de estudar o oceano e a sua potencial habitabilidade.
Ao longo dos anos, diferentes telescópios examinaram Europa, em busca de mais evidências das plumas. Eles encontraram potencial atividade intermitente de plumas perto do pólo sul da lua. Mas a confirmação das plumas que o Hubble detectou em 2013 é ilusória. Em 2023, o JWST examinou Europa. Essas observações “não encontraram nenhuma evidência de plumas ativas, indicando que qualquer atividade atual deve ser localizada e fraca; a confirmação robusta dos resultados iniciais da pluma do HST também permanece um desafio”, escrevem os autores.
Na tentativa de encontrar as plumas, os autores utilizaram o ALMA, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Eles observaram Europa em quatro dias separados para cobrir a superfície lunar. Infelizmente, eles não encontraram plumas.
“Apesar da cobertura quase completa dos hemisférios anterior e posterior de Europa, não encontramos nenhuma evidência de absorção ou emissão molecular em fase gasosa nos nossos dados ALMA”, escrevem os investigadores. "Usando a combinação única de elevada resolução espectral/espacial e sensibilidade do ALMA, as nossas observações permitiram a primeira pesquisa dedicada ao HCN, H2 CO, SO2 e CH3 OH na exosfera e nas plumas de Europa. Nenhuma evidência foi encontrada para a presença dessas moléculas."
Não encontrar nenhuma evidência não significa exatamente que essas moléculas não estejam lá. Em vez disso, significa que, se estiverem lá, as suas concentrações são tão baixas que estão abaixo do limiar de detecção. Neste caso, algumas concentrações seriam inferiores às detectadas nas plumas de Encélado, o que se confirma.
Um produto químico em particular ilustra este ponto:CH3 OH (metanol.) "Para o CH3 Por outro lado, com a abundância de OH, o nosso limite superior do ALMA de <0,86% não teria sido suficientemente sensível para detectar esta molécula na abundância da pluma de Encélado de 0,02%," escrevem os autores.
Existem algumas relações interessantes entre Europa e outros objetos gelados do sistema solar. Tem a ver com limites de abundância. Os pesquisadores estabeleceram limites superiores para H2 CO (formaldeído) na Europa. "De fato, nosso H2 O limite superior de abundância de CO é significativamente inferior ao medido pela Cassini na pluma de Encélado, implicando uma possível diferença química."
Apesar de não ter encontrado nenhuma pluma, as observações ainda foram valiosas. Ao definir limites de detecção, ajuda nos esforços subsequentes para procurá-los. E esta não será a última tentativa dos cientistas de encontrar plumas. Qualquer coisa que forneça pistas sobre o oceano de Europa é demasiado tentadora para ser ignorada, e esta investigação mostra que o ALMA é adequado para este tipo de investigação.
“Os nossos resultados mostram que o ALMA é uma ferramenta poderosa na procura de libertação de gases de corpos gelados dentro do Sistema Solar e que pesquisas subsequentes de outras moléculas em épocas adicionais (em Europa e noutros corpos gelados) são justificadas”, concluem os investigadores.
