O que há sob o coração gelado de Plutão? Novas pesquisas indicam que pode haver um oceano salgado do tipo “Mar Morto” com mais de 100 quilômetros de espessura.
"Modelos térmicos das evidências interiores e tectônicas de Plutão encontradas na superfície sugerem que um oceano pode existir, mas não é fácil deduzir seu tamanho ou qualquer outra coisa sobre ele", disse Brandon Johnson, da Brown University. "Conseguimos restringir sua espessura e obter algumas dicas sobre a composição".
A pesquisa de Johnson e sua equipe focou o "coração" de Plutão - uma região informalmente chamada Sputnik Planum, que foi fotografada pela sonda New Horizons durante seu sobrevoo de Plutão em julho de 2015.
O investigador principal da New Horizons, Alan Stern, chamou o Sputnik Planum de "uma das descobertas geológicas mais surpreendentes em mais de 50 anos de exploração planetária", e pesquisas anteriores mostraram que a região parece ser constantemente renovada pela convecção de gelo atual.
O coração é uma bacia de 900 km de largura - maior que o Texas e Oklahoma combinados - e pelo menos a metade ocidental parece ter sido formada por um impacto, provavelmente por um objeto de 200 quilômetros de diâmetro ou mais.
Johnson e seus colegas Timothy Bowling, da Universidade de Chicago, e Alexander Trowbridge e Andrew Freed, da Purdue University, modelaram a dinâmica do impacto que criou uma enorme cratera na superfície de Plutão e também analisaram a dinâmica entre Plutão e sua lua, Caronte.
Os dois estão travados de forma ordenada, o que significa que sempre mostram um ao outro o mesmo rosto ao girar. O Sputnik Planum fica diretamente no eixo das marés, ligando os dois mundos. Essa posição sugere que a bacia tem o que é chamado de anomalia de massa positiva - tem mais massa que a média para a crosta gelada de Plutão. À medida que a gravidade de Charon puxa Plutão, ele puxa proporcionalmente mais em áreas de massa mais alta, que inclinam o planeta até o Sputnik Planum ficar alinhado com o eixo das marés.
Então, em vez de ser um buraco no chão, a cratera foi realmente preenchida. Parte dela foi preenchida pelo gelo de nitrogênio convectivo. Embora essa camada de gelo adicione um pouco de massa à bacia, ela não é espessa o suficiente para fazer com que o Sputnik Planum tenha massa positiva.
O restante dessa massa, disse Johnson, pode ser gerado por um líquido escondido sob a superfície.
Johnson e sua equipe explicaram assim:
Como uma bola de boliche jogada em um trampolim, um grande impacto cria um entalhe na superfície de um planeta, seguido por uma recuperação. Essa recuperação puxa o material para cima das profundezas do interior do planeta. Se o material exposto for mais denso do que o que foi atingido pelo impacto, a cratera terminará com a mesma massa que tinha antes do impacto. Este é um fenômeno que os geólogos chamam de compensação isostática.
A água é mais densa que o gelo. Portanto, se houvesse uma camada de água líquida embaixo da concha de gelo de Plutão, ela poderia ter surgido após o impacto do Sputnik Planum, eliminando a massa da cratera. Se a bacia começasse com massa neutra, a camada de nitrogênio depositada posteriormente seria suficiente para criar uma anomalia positiva de massa.
"Esse cenário requer um oceano líquido", disse Johnson. “Queríamos rodar modelos de computador com impacto para ver se isso realmente aconteceria. O que descobrimos é que a produção de uma anomalia de massa positiva é realmente bastante sensível à espessura da camada do oceano. Também é sensível à salinidade do oceano, porque o teor de sal afeta a densidade da água. "
Os modelos simulavam o impacto de um objeto grande o suficiente para criar uma bacia do tamanho do Sputnik Planum atingindo Plutão na velocidade esperada para essa parte do sistema solar. A simulação assumiu várias espessuras da camada de água sob a crosta, de nenhuma água a uma camada de 200 quilômetros de espessura.
O cenário que melhor reconstruiu a profundidade de tamanho observada do Sputnik Planum, além de produzir uma cratera com massa compensada, foi aquele em que Plutão possui uma camada oceânica com mais de 100 quilômetros de espessura, com uma salinidade de cerca de 30%.
"O que isso nos diz é que, se o Sputnik Planum é realmente uma anomalia de massa positiva - e parece que é - essa camada oceânica de pelo menos 100 quilômetros precisa estar lá", disse Johnson. "É incrível para mim que você tenha esse corpo tão distante no sistema solar que ainda possa ter água líquida".
Johnson, ele e outros pesquisadores continuarão estudando os dados enviados pela New Horizons para obter uma imagem mais clara do interior intrigante de Plutão e do possível oceano.
Leitura adicional: Brown University, New Horions / APL
