Usando dados do Espectrógrafo de infravermelho próximo (NIRSpec) a bordo do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, astrônomos detectaram dióxido de carbono (CO2) e peróxido de hidrogênio (H2Ó2) na superfície congelada da lua de Plutão, Caronte. As suas descobertas fornecem novos conhecimentos sobre os processos químicos e a composição da superfície de Caronte, o que poderá ajudar-nos a compreender a origem e a evolução dos corpos gelados no Sistema Solar exterior.
Protopapa e outros. detectou assinaturas espectrais de dióxido de carbono e peróxido de hidrogênio em Caronte usando observações do telescópio Webb (branco), que estendem a cobertura de comprimento de onda de medições anteriores de sobrevôo da New Horizons (rosa). Crédito da imagem: S. Protopapa/SwRI/NASA/ESA/CSA/STScI/JHUAPL.
Além de Netuno, uma coleção fascinante de pequenos corpos chamados objetos transnetunianos (TNOs) orbitam o Sol.
Estes objetos servem como cápsulas do tempo, oferecendo aos cientistas planetários um vislumbre do início do Sistema Solar.
“Caronte é o único TNO de tamanho médio – ou seja, com um diâmetro entre 500 e 1.700 km – para o qual o mapeamento geológico está disponível, graças às medições retornadas pela missão New Horizons da NASA”, disse a Dra. Silvia Protopapa do Southwest Research Institute. e seus colegas.
“Ao contrário dos TNOs maiores (por exemplo, Plutão, Eris e Makemake), a superfície de Caronte não é obscurecida por gelos hipervoláteis, como o metano, com a possível exceção em direção aos pólos.”
“Como resultado, Caronte serve como um excelente candidato para recuperar informações valiosas sobre processos como diferenciação, exposição à radiação e crateras no Cinturão de Kuiper.”
“Caronte tem sido extensivamente estudado desde a sua descoberta em 1978, mas os dados espectrais anteriores estavam limitados a comprimentos de onda abaixo de 2,5 µm, deixando lacunas na nossa compreensão da composição da sua superfície.”
“A presença de gelo de água, espécies contendo amônia e compostos orgânicos já foi observada, mas a faixa espectral utilizada foi insuficiente para detectar outros compostos.”
Dr. Protopapa e co-autores usaram o espectrógrafo de infravermelho próximo de Webb para observar Caronte em comprimentos de onda de 1,0 a 5,2 µm.
Eles realizaram quatro observações em diferentes longitudes e, juntamente com experimentos de laboratório e modelagem espectral, confirmaram a presença de água cristalina gelada e amônia, e também identificaram dióxido de carbono e peróxido de hidrogênio.
“As avançadas capacidades de observação do Webb permitiram à nossa equipa explorar a luz espalhada pela superfície de Caronte em comprimentos de onda mais longos do que era possível anteriormente, expandindo a nossa compreensão da complexidade deste objeto fascinante”, disse o Dr. Instituto de Ciências do Telescópio Espacial.
A presença de peróxido de hidrogênio sugere o processamento ativo do gelo de água por irradiação e luz na superfície de Caronte, enquanto o dióxido de carbono provavelmente se origina de reservatórios subterrâneos de dióxido de carbono presentes desde a formação e expostos na superfície por eventos de impacto.
A detecção de dióxido de carbono e peróxido de hidrogénio em Caronte representa um passo em frente na ciência planetária, oferecendo conhecimentos sobre a química da superfície lunar.
Esta pesquisa pode lançar as bases para estudos futuros para explorar a dinâmica dos corpos externos do sistema solar, suas composições superficiais e os efeitos da radiação solar.
“Nossa interpretação preferida é que a camada superior de dióxido de carbono se origina do interior e foi exposta à superfície através de eventos de crateras”, disse o Dr. Protopapa.
“Sabe-se que o dióxido de carbono está presente em regiões do disco protoplanetário a partir do qual o sistema de Plutão se formou.”
“Os novos insights foram possíveis graças à sinergia entre as observações de Webb, a modelagem espectral e os experimentos de laboratório e são possivelmente aplicáveis a outros objetos similares de médio porte além de Netuno.”
O resultados aparece hoje no jornal Comunicações da Natureza.
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S. Protopapa e outros. 2024. Detecção de dióxido de carbono e peróxido de hidrogênio na superfície estratificada de Caronte com JWST. Nat Comum 15, 8247; doi: 10.1038/s41467-024-51826-4
