Uma descoberta fundamental da missão Cassini da NASA em 2008 foi a de que Titã, a maior lua de Saturno, pode ter um vasto oceano de água sob sua superfície rica em hidrocarbonetos. Mas uma reanálise dos dados da missão sugere um cenário mais complexo: o interior de Titã é mais provavelmente composto de gelo, com camadas de lama e pequenas bolsas de água quente que se formam perto de seu núcleo rochoso.

Liderado por pesquisadores do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califórnia, e publicado na revista Nature na quarta-feira, o novo estudo pode ter implicações para a compreensão dos cientistas sobre Titã e outras luas geladas em todo o nosso sistema solar.

“Esta pesquisa reforça o poder dos dados de arquivo da ciência planetária . É importante lembrar que os dados coletados por essas incríveis espaçonaves permanecem, permitindo que descobertas sejam feitas anos, ou mesmo décadas, depois, à medida que as técnicas de análise se tornam mais sofisticadas”, disse Julie Castillo-Rogez, cientista pesquisadora sênior do JPL e coautora do estudo. “É um presente que continua a gerar frutos.”

Para sondar planetas , luas e asteroides remotamente , os cientistas estudam as comunicações de radiofrequência que viajam entre as espaçonaves e a Rede de Espaço Profundo da NASA . É um processo complexo. Como o corpo de uma lua pode não ter uma distribuição uniforme de massa, seu campo gravitacional muda à medida que uma espaçonave a atravessa, fazendo com que a espaçonave acelere ou desacelere ligeiramente. Por sua vez, essas variações de velocidade alteram a frequência das ondas de rádio que vão e vêm da espaçonave — um efeito conhecido como efeito Doppler. Analisar o efeito Doppler pode fornecer informações sobre o campo gravitacional de uma lua e sua forma, que pode mudar ao longo do tempo enquanto orbita sob a influência gravitacional de seu planeta hospedeiro.

Essa mudança de forma é chamada de flexão de maré. No caso de Titã, o imenso campo gravitacional de Saturno comprime a lua quando Titã está mais próxima do planeta durante sua órbita ligeiramente elíptica, e a estica quando está mais distante. Essa flexão cria energia que é perdida, ou dissipada, na forma de aquecimento interno.

Quando os cientistas da missão analisaram os dados de radiofrequência coletados durante as 10 aproximações da lua Cassini ( agora desativada ) a Titã, descobriram que a lua se flexionava tanto que concluíram que seu interior devia ser líquido, já que um interior sólido se flexionaria muito menos. (Imagine um balão cheio de água em comparação com uma bola de bilhar.)

A nova pesquisa destaca outra possível explicação para essa maleabilidade: um interior composto por camadas com uma mistura de gelo e água que permite que a lua se flexione. Nesse cenário, haveria um atraso de várias horas entre a força gravitacional de Saturno e o momento em que a lua mostrasse sinais de flexão — muito mais lento do que se o interior fosse totalmente líquido. Um interior pastoso também apresentaria uma assinatura de dissipação de energia mais forte no campo gravitacional da lua do que um interior líquido, porque essas camadas pastosas gerariam atrito e produziriam calor quando os cristais de gelo se esfregassem uns contra os outros. Mas nada nos dados indicava que isso estivesse acontecendo.

Assim, os autores do estudo, liderados pelo pesquisador de pós-doutorado do JPL, Flavio Petricca, analisaram mais detalhadamente os dados Doppler para entender o motivo. Aplicando uma nova técnica de processamento, eles reduziram o ruído nos dados. O que emergiu foi uma assinatura que revelou uma forte perda de energia nas profundezas de Titã. Os pesquisadores interpretaram essa assinatura como proveniente de camadas de lama, recobertas por uma espessa camada de gelo sólido.

Com base nesse novo modelo do interior de Titã, os pesquisadores sugerem que o único líquido presente estaria na forma de bolsas de água de degelo. Aquecidas pela dissipação da energia das marés, essas bolsas de água se deslocam lentamente em direção às camadas de gelo congeladas na superfície. À medida que sobem, elas têm o potencial de criar ambientes únicos, enriquecidos por moléculas orgânicas provenientes do interior e por material trazido por impactos de meteoritos na superfície.

“Embora Titã possa não possuir um oceano global, isso não exclui seu potencial para abrigar formas de vida básicas, supondo que a vida possa surgir em Titã. Na verdade, acho que isso torna Titã ainda mais interessante”, acrescentou Petricca. “Nossa análise mostra que deve haver bolsas de água líquida, possivelmente com temperatura de até 20 graus Celsius (68 graus Fahrenheit), transportando nutrientes do núcleo rochoso da lua através de camadas pastosas de gelo sob alta pressão até uma camada sólida de gelo na superfície.”

Informações mais definitivas poderão vir da próxima missão da NASA a Saturno. Com lançamento previsto para não antes de 2028, a missão Dragonfly da agência à lua nebulosa poderá fornecer dados essenciais. O primeiro veículo de rotor desse tipo explorará a superfície de Titã para investigar a habitabilidade da lua. Equipada com um sismômetro, a missão poderá fornecer medições cruciais para sondar o interior de Titã, dependendo dos eventos sísmicos que ocorrerem durante sua estadia na superfície.

A missão Cassini-Huygens foi um projeto cooperativo da NASA, da ESA (Agência Espacial Europeia) e da Agência Espacial Italiana. O JPL, uma divisão do Caltech em Pasadena, gerenciou a missão para a Diretoria de Missões Espaciais da NASA em Washington e projetou, desenvolveu e montou a sonda Cassini.