É improvável que a atividade vulcânica em Io – a lua galileana mais interna de Júpiter e o corpo vulcanicamente ativo do Sistema Solar – seja proveniente de um oceano global de magma logo abaixo da superfície, de acordo com uma nova análise dos dados Doppler de Juno e Galileo do Deep Space Network e observações astrométricas.
A estrutura interna de Io revelada pelo presente estudo. Crédito da imagem: Sofia Shen/NASA/JPL/Caltech.
Um pouco maior que a Lua da Terra, Io é o corpo vulcanicamente mais ativo do Sistema Solar.
É a mais interna das luas galileanas de Júpiter, que além de Io incluem Europa, Ganimedes e Calisto.
Presa num cabo de guerra gravitacional entre Júpiter, Europa e Ganimedes, Io está constantemente a ser comprimida, levando à acumulação de calor friccional no seu interior – que se acredita ser a causa da sua atividade vulcânica sustentada e generalizada.
A atividade vulcânica da Lua foi descoberta pela primeira vez em 1979, quando Linda Morabito, engenheira da missão Voyager da NASA, avistou uma pluma de erupção numa das imagens tiradas pela sonda durante o seu famoso Grand Tour pelos planetas exteriores.
Desde então, foram feitas inúmeras observações que documentam a natureza inquieta de Io, tanto a partir de telescópios espaciais como terrestres.
“Io é a lua mais interna da Galileia, orbitando Júpiter a cada 42,5 horas”, disse o co-investigador da Juno, Dr. Ryan Park, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, e colegas.
“Tem diâmetro médio de 3.643 km e densidade aparente de 3.528 kg/m3tornando-a cerca de 5% maior em diâmetro e densidade do que a Lua.”
“Devido à órbita excêntrica de Io, a sua distância de Júpiter varia em cerca de 3.500 km, levando a variações na atração gravitacional de Júpiter.”
“Semelhante às marés na Lua levantadas pela Terra, estas variações gravitacionais causam deformação das marés em Io, que teoricamente serve como fonte de energia primária para a intensa atividade vulcânica e emissão infravermelha observada na superfície de Io.”
A quantidade de energia das marés pode ser suficiente para causar o derretimento do interior de Io, formando potencialmente um oceano de magma subterrâneo, mas esta teoria é debatida.
Medir a extensão da deformação das marés de Io pode ajudar a determinar se a teoria do oceano raso de magma é plausível.
“Desde a descoberta de Morabito, os cientistas planetários se perguntam como os vulcões foram alimentados pela lava abaixo da superfície”, disse o investigador principal da Juno, Dr. Scott Bolton, pesquisador do Southwest Research Institute.
“Havia um oceano raso de magma incandescente alimentando os vulcões ou sua fonte era mais localizada?”
“Sabíamos que os dados dos dois sobrevôos muito próximos de Juno poderiam nos dar alguns insights sobre como esta lua torturada realmente funcionava.”
A região polar norte de Io foi capturada pela Juno da NASA durante a 57ª passagem da espaçonave pelo gigante gasoso em 30 de dezembro de 2023. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt.
A espaçonave Juno da NASA fez sobrevoos extremamente próximos de Io em dezembro de 2023 e fevereiro de 2024, chegando a cerca de 1.500 km de sua superfície.
Durante as aproximações, Juno comunicou-se com a Deep Space Network da NASA, adquirindo dados Doppler de alta precisão e dupla frequência, que foram usados para medir a gravidade de Io, rastreando como ela afetava a aceleração da espaçonave.
Combinando estas observações com os dados Doppler de arquivo da missão Galileo da NASA e de telescópios terrestres, os investigadores calcularam até que ponto Io é deformado pelas forças das marés.
Os resultados não são consistentes com o que seria esperado se um oceano global raso de magma estivesse presente, o que sugere que Io tem um manto maioritariamente sólido.
Ainda não foi determinado se pode haver algumas regiões de magma nas profundezas da lua.
As descobertas indicam que as forças das marés nem sempre criam oceanos globais de magma, o que pode ter implicações para a nossa compreensão de outras luas, como Encélado ou Europa.
“A descoberta de Juno de que as forças das marés nem sempre criam oceanos globais de magma faz mais do que nos levar a repensar o que sabemos sobre o interior de Io”, disse o Dr. Park.
“Isso tem implicações para a nossa compreensão de outras luas, como Encélado e Europa, e até mesmo de exoplanetas e super-Terras.”
“As nossas novas descobertas proporcionam uma oportunidade para repensar o que sabemos sobre a formação e evolução planetária.”
A equipe papel foi publicado esta semana na revista Natureza.
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Parque RS e outros. A resposta das marés de Io exclui um oceano raso de magma. Naturezapublicado on-line em 12 de dezembro de 2024; doi: 10.1038/s41586-024-08442-5
