Um cientista do Southwest Research Institute decidiu provar que a minúscula lua mais interna de Saturno era um satélite inerte congelado e, em vez disso, descobriu evidências convincentes de que Mimas tem um oceano interno líquido.
Por Southwest Research Institute pulicado por Phys.
Nos últimos dias da missão Cassini da NASA, a espaçonave identificou uma curiosa libração, ou oscilação, na rotação da lua, que muitas vezes aponta para um corpo geologicamente ativo capaz de suportar um oceano interno.
“Se Mimas tem um oceano, ele representa uma nova classe de mundos oceânicos pequenos e ‘furtivos’ com superfícies que não traem a existência do oceano”, disse a Dra. Alyssa Rhoden do SwRI, especialista em geofísica de satélites gelados, particularmente aqueles contendo oceanos e a evolução dos sistemas de satélites de planetas gigantes.
Uma das descobertas mais profundas da ciência planetária nos últimos 25 anos é que mundos com oceanos sob camadas de rocha e gelo são comuns em nosso sistema solar. Esses mundos incluem os satélites gelados dos planetas gigantes, como Europa, Titã e Encélado, bem como planetas distantes como Plutão. Mundos como a Terra com oceanos de superfície devem residir dentro de uma estreita faixa de distâncias de suas estrelas para manter as temperaturas que suportam oceanos líquidos. Os mundos oceânicos de água interior (IWOWs), no entanto, são encontrados em uma faixa muito maior de distâncias, expandindo muito o número de mundos habitáveis que provavelmente existem em toda a galáxia.
“Como a superfície de Mimas tem muitas crateras, pensamos que era apenas um bloco de gelo congelado”, disse Rhoden. “IWOWs, como Enceladus e Europa, tendem a ser fraturados e mostram outros sinais de atividade geológica. Acontece que a superfície de Mimas estava nos enganando, e nosso novo entendimento expandiu muito a definição de um mundo potencialmente habitável em nosso sistema solar e além.”
Os processos de maré dissipam energia orbital e rotacional como calor em um satélite. Para combinar com a estrutura interior inferida da libração de Mimas, o aquecimento das marés dentro da lua deve ser grande o suficiente para evitar que o oceano congele, mas pequeno o suficiente para manter uma espessa camada de gelo. Usando modelos de aquecimento de maré, a equipe desenvolveu métodos numéricos para criar a explicação mais plausível para uma camada de gelo em estado estacionário entre 14 a 20 milhas de espessura sobre um oceano líquido.
“Na maioria das vezes, quando criamos esses modelos, temos que ajustá-los para produzir o que observamos”, disse Rhoden. “Desta vez, a evidência de um oceano interno surgiu dos cenários de estabilidade de conchas de gelo mais realistas e das librações observadas”.
A equipe também descobriu que o fluxo de calor da superfície era muito sensível à espessura da camada de gelo, algo que uma espaçonave poderia verificar. Por exemplo, a espaçonave Juno está programada para voar por Europa e usar seu radiômetro de microondas para medir os fluxos de calor nesta lua joviana. Esses dados permitirão que os cientistas entendam como o fluxo de calor afeta as conchas geladas de mundos oceânicos como Mimas, que são particularmente interessantes à medida que o Europa Clipper da NASA se aproxima de seu lançamento em 2024.
“Embora nossos resultados apoiem um oceano atual dentro de Mimas, é um desafio conciliar as características orbitais e geológicas da lua com nossa compreensão atual de sua evolução termo-orbital”, disse Rhoden. “Avaliar o status de Mimas como uma lua oceânica serviria de referência para modelos de sua formação e evolução. Isso nos ajudaria a entender melhor os anéis e luas de tamanho médio de Saturno, bem como a prevalência de luas oceânicas potencialmente habitáveis, particularmente em Urano, alvo para investigação contínua.”
Rhoden é co-líder da Network for Ocean Worlds Research Coordination Network da NASA e atuou anteriormente no Comitê de Astrobiologia e Ciência Planetária das Academias Nacionais. Um artigo descrevendo esta pesquisa foi publicado online em Icarus .
Mais informações: Alyssa Rose Rhoden et al, The case for an ocean-bearing Mimas from tidal heat analysis, Icarus (2022). DOI: 10.1016/j.icarus.2021.114872
