NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Planície congelada no 'coração' de Plutão esconde oceano subterrâneo

Estudos publicados na revista Nature, com base em dados da nave New Horizons, da Nasa, sugerem que vasto mar lamacento naquela região do planeta explica provável reorientação de sua órbita

Fábio de Castro, O Estado de S. Paulo

17 Novembro 2016 | 17h39

A famosa mancha em forma de coração na superfície de Plutão provavelmente esconde um oceano lamacento, viscoso e congelado, de acordo com um novo estudo publicado nesta quarta-feira, 16, por cientistas da missão New Horizons, da Nasa. 

Lançada em 2006, a New Horizons chegou ao ponto mais próximo de Plutão em julho de 2015, observando em detalhes uma formação semelhante a um coração, batizada de Tombaugh Regio. Logo em seguida, os cientistas descobriram que a metade esquerda do "coração" corresponde a uma vasta  planície congelada, batizada de Sputinik Planum. 

De acordo com os autores do novo estudo, a existência de um oceano logo abaixo da superfície da planície Sputinik ajuda a explicar um mistério que intrigava os cientistas. Segundo eles, a reigão Tombaugh está alinhada em oposição a Charon, a principal lua de Plutão, em uma orientação inusitada que até agora carecia de uma explicação convincente.

A explicação pode ser a existência de um espesso oceano subterrâneo, segundo os autores do estudo, que teria servido como uma "anomalia gravitacional", com seu peso alterando a relação gravitacional entre Plutão e Charon. Ao longo de milhões de anos, o planeta teria saído do eixo, alinhando seu oceano subterrâneo - e a região em forma de coração - em oposição a Charon.

"Os dados da New Horizons nos mostraram que a planície Sputnik não só está do lado oposto de Charon, mas que está praticamente em exata oposição. Nós estudamos qual é a chance de isso ter acontecido aleatoriamente e concluímos que ela é de menos de 5%. Então, a questão passou a ser: o que causou esse alinhamento?", disse um dos pesquisadores da missão, Richard Binzel, que é professor do Instituto de Tecnologia de Massachussetts (MIT, na sigla em inglês).

Gelo de nitrogênio. A grande planície Sputnik, que os cientistas acreditam ter sido formada por um violento impacto, parece ser extremamente brilhante em comparação ao resto do planeta. A explicação para isso, segundo os dados da New Horizons, é que a área é coberta por nitrogênio congelado.

Segundo os cientistas, se um grande meteorito produziu a formação da planície, o forte impacto deve ter ejetado uma imensa quantidade de gelo, produzindo na superfície do planeta uma cratera no fundo da qual só sobrou uma fina camada de gelo. 

Se havia um oceano abaixo dessa camada, ele provavelmente empurrou a fina crosta por baixo, criando uma protuberância, segundo os pesquisadores. Como a água é mais densa que o gelo, a protuberância provavelmente compensou a massa dos materiais ejetados pelo impacto. 

À medida que o nitrogênio foi se depositando na planície, ao longo do tempo, a massa daquela área foi se tornando maior do que era antes do impacto, deslocando Plutão em seu eixo.

De acordo com outro dos autores do estudo, Francis Nimmo, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz (Estados Unidos), dois fenômenos ocorreram ao mesmo simultaneamente. 

"A rotação de Plutão fez essa região com massa extra se deslocar em direção ao equador, enquanto o efeito gravitacional de Charon poderia atrair essa região para o ponto diretamente abaixo do satélite, ou na direção exatamente oposta - dependendo da que estivesse mais perto", explicou Nimmo.

Segundo ele, o resultado desse duplo fenômeno é que a planície Sputnik acabou em sua orientação atual, próxima do equador de Plutão, e do lado oposto a Charon.

Sem a influência de um oceano, segundo Nimmo, a camada de nitrogênio congelado sobre a planície precisaria ter 40 quilômetros de espessura, antes que a alteração na massa fosse grande o bastante para desencadear a reorientação de Plutão. Mas os autores do estudo classificam esse cenário como "implausível".

Balanço gravitacional. Nimmo explica que os planetas giram de uma forma que minimiza a energia e, por isso, tendem a se reorientar para colocar as áreas com mais massa próximas ao equador e as áreas com menos massa próximas aos pólos. 

Ao contrário da Terra, que tem o eixo ligeiramente inclinado - fazendo com que as regiões equatoriais recebam mais luz solar -, Plutão gira "na horizontal" e lá os pólos é que recebem mais luz do Sol. Dependendo da estação, cada pólo recebe mais luz, enquanto as regiões do equador do planeta são sempre extremamente geladas.

Como Plutão está quase 40 vezes mais longe do Sol que a Terra, o pequeno planeta de rocha e gelo leva 248 anos terrestres para completar uma volta em torno do Sol. Nas latitudes mais baixas de Plutão, próximas ao equador, a temperatura chega a 400 graus Celsius negativos - frio o bastante para congelar o nitrogênio e torná-lo sólido.

Durante um ano de Plutão, o nitrogênio e outros gases se condensam em regiões permanentemente escuras e, quando o planeta chega ao lado oposto da órbita, esses gases esquentam, transformam-se novamente em gases e tornam a se condensar do outro lado do planeta. O resultado é que a planície Sputnik tem "nevascas" sazonais de hidrogênio.

Fraturas e falhas. Um outro estudo publicado na mesma edição da Nature e coordenado por James Keane, da Universidade do Arizona (Estados Unidos), reforça as conclusões da pesquisa liderada por Nimmo, apontando que as fraturas na superfície de Plutão são coerentes com a ocorrência de uma reorientação do planeta.

"Cada vez que Plutão dá uma volta no Sol, ou seja, a cada 248 anos, um pouco mais de nitrogênio se acumula na região em forma de coração. Cada vez que o gelo forma um monte de uma certa espessura - talvez de uns 100 metros -, ele começa a alterar o formato do planeta, que comanda sua orientação. Se você tem um excesso de massa em uma parte do planeta, ela tende a ir para o equador. Em alguns milhões de anos, essa dinâmica arrasta o planeta inteiro para uma nova posição", explicou Keane.

De certa maneira, segundo Keane, o formato e a posição de Plutão foram resultado de seu clima. "Acredito que essa ideia de que um planeta inteiro possa ter sido deslocado pelo seu próprio ciclo de elementos voláteis não é algo que muita gente tenha concebido antes", disse.

Os dois estudos utilizaram observações feitas durante a aproximação da New Horizons combinadas a modelos computacionais. Isso permitiu que eles tomassem as características da planície Sputnik e simulassem sua localização em outras partes da superfície do planeta, para descobrir como isso afetaria a orientação do eixo de rotação do planeta. De acordo com os modelos, a localização geográfica da planície acaba correspondendo à atual.

As simulações e cálculos previram que o acúmulo de materiais voláteis no "coração" de Plutão causaria rachaduras e falhas na superfície do planeta que correspondem exatamente às que foram observadas pela New Horizon. Segundo Keane, a presença dessas falhas tectônicas sugerem de fato a existência de um oceno subterrâneo em algum momento da história do planeta.

"Quando a água congela, ela expande. Em escala planetária, esse processo quebra a superfície do planeta e produz as falhas que vemos atualmente", explicou Keane.

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