As luas de Júpiter podem estar aquecendo umas às outras

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As luas de Júpiter podem estar aquecendo umas às outras
O impulso gravitacional e a atração pelas luas de Júpiter podem ser mais quentes do que o gigante
gasoso Júpiter sozinho.
Uma das luas de Júpiter, Europa. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute
As luas de Júpiter são quentes. Bem, mais quente do que deveriam, por estar tão longe do sol. Em um
processo chamado aquecimento de maré, rebocadores gravitacionais das luas de Júpiter e do próprio
planeta esticam e esmagam as luas o suficiente para aquecê-las. Como resultado, algumas das luas
geladas contêm interiores quentes o suficiente para hospedar oceanos de água líquida e, no caso da lua
rochosa Io, o aquecimento das marés derrete rochas no magma.
Os pesquisadores acreditavam anteriormente que o gigante gasoso Júpiter era responsável pela maior
parte do aquecimento das marés associado aos interiores líquidos das luas, mas um novo estudo
publicado na Geophysical Research Letters descobriu que as interações lua-lua podem ser mais
responsáveis pelo aquecimento do que apenas Júpiter.
“É surpreendente porque as luas são muito menores que Júpiter. Você não esperaria que eles fossem
capazes de criar uma resposta de maré tão grande”, disse o principal autor do artigo, Hamish Hay, pós-
doutorado no Laboratório de Propulsão a Jato em Pasadena, Califórnia, que fez a pesquisa quando era
estudante de pós-graduação no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona.
Entender como as luas influenciam umas às outras é importante porque pode lançar luz sobre a
evolução do sistema lunar como um todo. Júpiter tem quase 80 luas, as quatro maiores das quais são Io,
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Europa, Ganimedes e Calisto.
“Manter os oceanos subsuperficiais contra o congelamento em tempos geológicos requer um bom
equilíbrio entre aquecimento interno e perda de calor, e ainda temos várias evidências de que Europa,
Ganimedes, Calisto e outras luas devem ser mundos oceânicos”, disse o co-autor Antony Trinh,
pesquisador de pós-doutorado no Laboratório Lunar e Planetário. “Io, a lua mais próxima de Júpiter,
mostra atividade vulcânica generalizada, outra consequência do aquecimento das marés, mas em uma
intensidade mais alta provavelmente experimentada por outros planetas terrestres, como a Terra, em
sua história inicial. Em última análise, queremos entender a fonte de todo esse calor, tanto por sua
influência na evolução quanto na habitabilidade de muitos mundos em todo o sistema solar e além.
Ressonância de maré
O truque para o aquecimento de maré é um fenômeno chamado ressonância de maré.
“A ressonância cria mais aquecimento”, disse Hay. “Basicamente, se você empurrar qualquer objeto ou
sistema e deixar ir, ele oscilará em sua própria frequência natural. Se você continuar empurrando o
sistema na frequência certa, essas oscilações ficam cada vez maiores, assim como quando você está
empurrando um balanço. Se você empurrar o balanço no momento certo, ele vai mais alto, mas errar o
tempo e o movimento do balanço é amortecedo.
A frequência natural de cada lua depende da profundidade do seu oceano.
“Essas ressonâncias de maré eram conhecidas antes deste trabalho, mas só são conhecidas por marés
devido a Júpiter, o que só pode criar esse efeito de ressonância se o oceano for realmente fino (menos
de 300 metros ou menos de 1.000 pés), o que é improvável”, disse Hay. “Quando as forças de maré
agem em um oceano global, ela cria uma onda na superfície que acaba se propagando ao redor do
equador com uma certa frequência ou período.”
De acordo com o modelo dos pesquisadores, a influência de Júpiter por si só não pode criar marés com
a frequência certa para ressoar com as luas, porque os oceanos das luas são pensados para ser muito
grosso. É somente quando os pesquisadores acrescentaram na influência gravitacional das outras luas
que começaram a ver forças de maré se aproximando das frequências naturais das luas.
Quando as marés geradas por outros objetos no sistema lunar de Júpiter coincidem com a própria
frequência de ressonância de cada lua, a lua começa a experimentar mais aquecimento do que devido
às marés levantadas apenas por Júpiter, e nos casos mais extremos, isso pode resultar no derretimento
de gelo ou rocha internamente.
Para que as luas experimentem ressonância das marés, seus oceanos devem ter dezenas a centenas
de quilômetros – no máximo algumas centenas de quilômetros – de espessura, o que está em uma série
de estimativas atuais dos cientistas. No entanto, existem algumas ressidões para as descobertas dos
pesquisadores.
Seu modelo assume que as ressonâncias de maré nunca ficam muito extremas, disse Hay. Ele e sua
equipe querem voltar a essa variável no modelo e ver o que acontece quando eles levantam essa
restrição.
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Hay também espera que estudos futuros sejam capazes de inferir a verdadeira profundidade dos
oceanos dentro dessas luas.
Referência: Hamish C.F.C. Hay, et al., Alimentando os satélites galileanos com Moon-Moon Tides,
Geophysical Research Letters (2020). DOI: 10.1029/2020GL088317
Comunicado de imprensa fornecido pela Universidade do Arizona
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https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020GL088317
https://news.arizona.edu/story/jupiters-moons-could-be-warming-each-other