NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA
A sonda Dawn da NASA capturou estas imagens do planeta anão Ceres a cerca de 40.000 km de distância no dia 25 de fevereiro de 2015. Parte de Ceres está à sombra devido à posição atual da sonda em relação ao planeta anão e ao Sol.
Ceres está repleto de minerais que contêm água, sugerindo que o planeta anão poderá ter tido um oceano global no passado. O que aconteceu a esse oceano? Será que Ceres ainda tem água líquida hoje? Dois novos estudos da missão Dawn da NASA lançaram luz sobre estas questões.
A equipa da Dawn descobriu que a crosta de Ceres é uma mistura de gelo, sais e materiais hidratados que foram submetidos a atividades geológicas passadas e possivelmente recentes, e que essa crosta representa a maior parte desse antigo oceano.
O segundo estudo baseia-se no primeiro e sugere que existe uma camada mais macia e facilmente deformável sob a crosta da superfície rígida de Ceres, que também pode ser a assinatura do líquido residual do oceano.
“Mais e mais, estamos a aprender que Ceres é um mundo dinâmico e complexo que pode ter hospedado muita água líquida no passado, e ainda pode ter alguma água subterrânea,” comenta Julie Castillo-Rogez, cientista do projeto Dawn e coautora dos estudos, no JPL da NASA em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia.
Como é o interior de Ceres? A gravidade pode-nos dizer
Aterrar em Ceres para investigar o seu interior seria um desafio técnico e arriscaria contaminar o planeta anão. Em vez disso, os cientistas usam as observações orbitais da Dawn para medir a gravidade de Ceres, a fim de estimar a sua composição e estrutura interior.
O primeiro dos dois estudos, liderado por Anton Ermakov, investigador pós-doutorado no JPL, usou medições da forma e dados de gravidade da missão Dawn para determinar a estrutura interna e composição de Ceres. As medições foram obtidas pela observação dos movimentos da nave com a DSN (Deep Space Network) da NASA para rastrear pequenas mudanças na órbita da sonda. Este estudo foi publicado na revista Journal of Geophysical Research: Planets.
A investigação de Ermakov e colegas apoia a possibilidade de Ceres ser geologicamente ativo – se não atualmente, então talvez tenha sido no passado recente. Três crateras – Occator, Kerwan e Yalod – e a solitária montanha de Ceres, Ahuna Mons, estão associadas com “anomalias gravitacionais”.
Isto significa que as discrepâncias entre os modelos da gravidade de Ceres feitos pelos cientistas e o que a Dawn observou nestes quatro locais podem ser associadas com estruturas subterrâneas.
“Ceres tem uma abundância de anomalias gravitacionais associadas com características geológicas excecionais,” comenta Ermakov. Nos casos de Ahuna Mons e Occator, as anomalias podem ser usadas para melhor entender a origem destas características, que se pensa serem expressões diferentes de criovulcanismo.
O estudo descobriu que a densidade da crosta é relativamente baixa, mais próxima da do gelo do que das rochas. No entanto, um estudo pelo investigador convidado da Dawn, Michael Bland do USGS (U.S. Geological Survey), indicou que o gelo é demasiado suave para ser o componente dominante da crosta forte de Ceres.
Então, como pode a crosta de Ceres ser tão leve quanto o gelo em termos de densidade, mas simultaneamente muito mais forte? Para responder a esta questão, outra equipa modelou como a superfície de Ceres evoluiu com o tempo.
Um Oceano “Fóssil” em Ceres
O segundo estudo, liderado por Roger Fu da Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts, investigou a força e composição da crosta de Ceres e o interior mais profundo ao estudar a topografia do planeta anão. Este estudo foi publicado na revista Earth and Planetary Science Letters.
Ao estudar como a topografia evoluiu num corpo planetário, os cientistas podem entender a composição do seu interior. Uma crosta forte e dominada por rocha pode permanecer inalterada ao longo dos 4,5 mil milhões de anos do Sistema Solar, enquanto uma crosta fraca, rica em gelos e sais, deformar-se-ia ao longo desse período.
Ao modelar a forma como a crosta de Ceres flui, Fu e colegas descobriram que é provavelmente uma mistura de gelo, sais, rocha e um componente adicional que se pensa ser hidrato de clatrato.
Um hidrato de clatrato é uma “jaula” de moléculas de água que rodeiam uma molécula de gás. Esta estrutura é 100 a 1000 vezes mais forte do que a água gelada, apesar de ter quase a mesma densidade.
Os cientistas pensam que Ceres já teve características de superfície mais pronunciadas, mas que suavizaram com o passar do tempo. Este tipo de achatamento de montanhas e vales requer uma crosta de alta resistência descansando por cima de uma camada mais deformável, que Fu e colegas interpretam conter um pouco de líquido.
A equipa pensa que a maior parte do oceano antigo de Ceres está agora congelado e preso na crosta sob a forma de gelo, hidratos de clatrato e sais. Assim permanece há mais de 4 mil milhões de anos.
Mas a existir líquido residual por baixo, esse oceano ainda não está completamente congelado. Isso é consistente com os vários modelos de evolução térmica de Ceres publicados antes da chegada da Dawn, apoiando a ideia de que o interior mais profundo de Ceres contém o líquido restante do seu antigo oceano.
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