Nave espacial Juno da NASA sobrevoando Júpiter

Pela primeira vez, os cientistas do SwRI usaram o instrumento Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) para detectar definitivamente oxigénio e hidrogénio na atmosfera de uma das maiores luas de Júpiter, Europa. A espaçonave Juno da NASA, usando seu instrumento desenvolvido pelo SwRI, fez as medições durante um sobrevoo de Europa em 2022. Crédito: NASA/JPL-Caltech

NASAA sonda Juno da NASA forneceu dados cruciais sobre as partículas carregadas na atmosfera de Europa, revelando informações sobre o seu potencial para sustentar vida. Este estudo, envolvendo medições in-situ de oxigénio e hidrogénio, traz uma nova compreensão das condições ambientais de Europa e da habitabilidade do seu oceano subterrâneo.

A espaçonave Juno da NASA mediu diretamente moléculas carregadas de oxigênio e hidrogênio da atmosfera de um dos Júpiterdas maiores luas, Europa. De acordo com um novo estudo de coautoria de cientistas do SwRI e liderado por Universidade de Princetonestas observações fornecem restrições importantes sobre a oxigenação potencial do seu oceano subterrâneo.

“Estas descobertas têm implicações diretas na potencial habitabilidade de Europa”, disse o investigador principal da Juno, Dr. Scott Bolton do SwRI, coautor do estudo. “Este estudo fornece a primeira medição direta in-situ dos componentes da água existentes na atmosfera de Europa, dando-nos uma faixa estreita que poderia apoiar a habitabilidade.”

Sobrevoo de Juno pela Europa

Em 2022, Juno completou um sobrevôo por Europa, chegando a 352 quilômetros da lua. O instrumento Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) desenvolvido pelo SwRI a bordo do Juno detectou quantidades significativas de oxigênio molecular carregado e hidrogênio perdido da atmosfera.

“Pela primeira vez, fomos capazes de detectar definitivamente hidrogénio e oxigénio com medições in situ e confirmar ainda que a atmosfera de Europa é composta principalmente de moléculas de hidrogénio e oxigénio”, disse o cientista da equipa do SwRI e coautor, Dr. .

Partículas carregadas de Júpiter impactando a superfície de Europa

Esta ilustração mostra partículas carregadas de Júpiter impactando a superfície de Europa, dividindo moléculas de água congelada em moléculas de oxigênio e hidrogênio. Os cientistas acreditam que alguns destes gases de oxigénio recém-criados poderão migrar em direção ao oceano subterrâneo da Lua, conforme representado na imagem inserida. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SWRI/PU

Pensa-se que a fonte destas moléculas seja o gelo de água na superfície de Europa. A radiação desenfreada de Júpiter quebra H2As ligações moleculares de O, deixando para trás oxigênio e hidrogênio. As moléculas mais pesadas de oxigênio permanecem mais restritas à superfície, ou atmosfera próxima à superfície, enquanto o hidrogênio mais leve escapa predominantemente para a atmosfera e além. O oxigênio produzido no gelo é perdido da atmosfera e/ou sequestrado na superfície. O oxigénio retido no gelo de Europa pode chegar ao subsolo do oceano como uma possível fonte de energia metabólica.

Produção e implicações de oxigênio na Europa

“A camada de gelo da Europa absorve radiação, protegendo o oceano por baixo. Esta absorção também produz oxigénio dentro do gelo, por isso, de certa forma, a camada de gelo atua como o pulmão de Europa, fornecendo uma fonte potencial de oxigénio para o oceano”, disse o bolsista de investigação da Universidade de Princeton, Dr. Jamey Szalay, principal autor do estudo. “Colocamos restrições estreitas à produção total de oxigénio na Europa, atualmente em torno de 12 kg por segundo. Antes de Juno, as estimativas anteriores variavam de alguns kg por segundo a mais de 1.000 kg por segundo. As descobertas demonstram inequivocamente que o oxigênio é produzido continuamente na superfície, apenas um pouco abaixo do que esperávamos.”

“Projetamos o JADE para medir as partículas carregadas que criam as auroras de Júpiter”, disse o cientista da equipe do SwRI e co-autor Dr. Frederic Allegrini. “Os sobrevôos de Europa não faziam parte da missão principal Juno. O JADE foi projetado para funcionar em um ambiente de alta radiação, mas não necessariamente no ambiente de Europa, que é constantemente bombardeado com altos níveis de radiação. Mesmo assim, o instrumento teve um desempenho lindo.”

Superfície Congelada de Europa

Pela primeira vez, os cientistas do SwRI usaram o instrumento Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) para detectar definitivamente oxigénio e hidrogénio na atmosfera de uma das maiores luas de Júpiter, Europa. A espaçonave Juno da NASA, usando seu instrumento desenvolvido pelo SwRI, fez as medições durante um sobrevoo de Europa em 2022. Crédito: NASA/JPL/Universidade do Arizona

As novas medições contribuem para uma maior compreensão de Europa e do seu ambiente, abrindo a porta para modelos mais novos e mais precisos. A nova estimativa do estudo sobre a quantidade de oxigénio produzido na superfície de Europa, por exemplo, poderá informar futuras pesquisas relacionadas com o seu oceano subterrâneo e a sua potencial habitabilidade. Como estas observações fornecem as primeiras medições da composição de partículas carregadas nas proximidades de Europa, elas fornecem uma nova e importante janela para a complexa interação das luas com o seu ambiente.

“Europa é um objeto fascinante porque os cientistas estão confiantes de que existe um oceano líquido no seu interior”, disse Ebert. “A água é importante para a existência da vida e pode ser encontrada dentro ou sobre objetos com características variadas. Europa é um bom lugar para procurar água dentro do nosso sistema solar.”

Para obter mais informações sobre esta pesquisa, consulte Insights surpreendentes de oxigênio do sobrevôo próximo de Europa.

Referência: “Produção de oxigênio a partir da dissociação da superfície água-gelo de Europa” por JR Szalay, F. Allegrini, RW Ebert, F. Bagenal, SJ Bolton, S. Fatemi, DJ McComas, A. Pontoni, J. Saur, HT Smith, DF Strobel, SD Vance, A. Vorburger e RJ Wilson, 4 de março de 2024, Astronomia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02206-x



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