Introdução
Décadas atrás, a ficção científica ofereceu um cenário hipotético: E se a vida alienígena estivesse prosperando em um oceano sob a superfície gelada da lua de Júpiter Europa? A noção tirou a Europa da obscuridade e para a ribalta onde ela permaneceu, alimentando a imaginação de pessoas dentro e fora da comunidade científica que fantasiam sobre os seres humanos descobrindo a vida além da Terra. Essa fantasia, no entanto, pode ser fundamentada na realidade.
De telescópios terrestres, os cientistas sabiam que a superfície de Europa é maioritariamente gelo de água, e os cientistas encontraram fortes evidências de que por baixo da crosta de gelo está um oceano de água líquida ou gelo lamacento. Em 1979 as duas naves espaciais Voyager passaram pelo sistema Jovian, dando as primeiras pistas de que Europa poderia conter água líquida. Então telescópios terrestres na Terra, juntamente com a nave espacial Galileo e telescópios espaciais, aumentaram a confiança dos cientistas num oceano Europano.
Os cientistas pensam que a concha de gelo de Europa tem uma espessura de 10 a 15 milhas (15 a 25 quilômetros), flutuando num oceano de 40 a 100 milhas (60 a 150 quilômetros) de profundidade. Assim, embora Europa tenha apenas um quarto do diâmetro da Terra, seu oceano pode conter o dobro da água de todos os oceanos da Terra juntos. O vasto e insondavelmente profundo oceano de Europa é amplamente considerado o lugar mais promissor para se procurar vida além da Terra. Uma nave espacial de passagem pode até ser capaz de experimentar o oceano de Europa sem pousar na superfície da lua porque é possível que o oceano de Europa possa estar vazando para o espaço.
Embora não tenham sido observadas plumas enquanto a nave espacial Galileo esteve no sistema Júpiter nos anos 90, observações mais recentes de telescópios como o Telescópio Espacial Hubble, bem como uma reanálise de alguns dados da nave espacial Galileo, têm sugerido que é possível que plumas finas de água estejam sendo ejetadas 100 milhas (160 quilômetros) acima da superfície de Europa. Em novembro de 2019, uma equipe internacional de pesquisa liderada pela NASA anunciou que tinha detectado diretamente o vapor de água pela primeira vez acima da superfície da Europa. A equipe mediu o vapor usando um espectrógrafo no Observatório Keck no Havaí que mede a composição química das atmosferas planetárias através da luz infravermelha que elas emitem ou absorvem.
Se as plumas existem, e se a sua fonte está ligada ao oceano de Europa, então uma nave espacial poderia viajar através da pluma para a amostrar e analisar da órbita, e estaria essencialmente a analisar o oceano da lua (a nave espacial Cassini realizou esta proeza no Enceladus da lua de Saturno, que é conhecido por ter um oceano a pulverizar no espaço). Mesmo que Europa não esteja ejetando amostras livres no espaço, um estudo de 2018 concluiu que amostras do oceano de Europa poderiam ficar congeladas na base da concha de gelo da lua, onde o gelo faz contato com o oceano. Como a concha de gelo distorce e flecte das forças das marés, o gelo mais quente e menos denso subiria, levando as amostras do oceano para a superfície onde uma nave espacial poderia analisá-lo remotamente, usando instrumentos infravermelhos e ultravioletas, entre outros. Os cientistas poderiam então estudar a composição do material para determinar se o oceano da Europa poderia ser hospitaleiro para alguma forma de vida.
Potencial para a Vida
Potencial para a Vida
Vida como a conhecemos parece ter três requisitos principais: água líquida, os elementos químicos apropriados, e uma fonte de energia.
Astrobiólogos – cientistas que estudam a origem, evolução e futuro da vida no universo – acreditam que Europa tem água abundante e os elementos químicos adequados, mas uma fonte de energia em Europa tem sido difícil de confirmar. Na Terra, formas de vida têm sido encontradas florescendo perto de vulcões subterrâneos, respiradouros de alto mar e outros ambientes extremos. Estas formas de vida “extremófilo” dão aos cientistas pistas sobre como a vida pode ser capaz de sobreviver sob a concha de gelo de Europa.
Se eventualmente encontrarmos alguma forma de vida em Europa (ou Marte ou Enceladus para esse efeito), pode parecer-se com micróbios, ou talvez algo mais complexo. Se puder ser demonstrado que a vida se formou independentemente em dois lugares ao redor da mesma estrela, seria razoável suspeitar que a vida surge no universo com bastante facilidade uma vez que os ingredientes necessários estão presentes, e que a vida pode ser encontrada em toda a nossa galáxia, e no universo. Se a vida fosse encontrada em Europa, como poderia mudar sua visão do cosmos e nosso lugar nele?
Tamanho e Distância
Tamanho e Distância
Com um diâmetro equatorial de 1.940 milhas (3.100 quilômetros), Europa é cerca de 90 por cento do tamanho da Lua da Terra. Assim, se substituíssemos a nossa Lua por Europa, ela pareceria aproximadamente do mesmo tamanho no céu que a nossa Lua, mas mais brilhante – muito, muito mais brilhante. A superfície de Europa é feita de gelo de água e assim reflete 5,5 vezes a luz do Sol do que a nossa Lua reflete.
Europa orbita Júpiter a cerca de 417.000 milhas (671.000 quilômetros) do planeta, que por sua vez orbita o Sol a uma distância de aproximadamente 500 milhões de milhas (780 milhões de quilômetros), ou 5,2 unidades astronômicas (UA). Uma UA é a distância da Terra ao Sol. A luz do Sol leva cerca de 45 minutos para chegar à Europa. Por causa da distância, a luz solar é cerca de 25 vezes mais fraca em Júpiter e Europa do que na Terra.
Órbita e Rotação
Órbita e Rotação
Europa orbita Júpiter a cada 3,5 dias e é bloqueada pela gravidade até Júpiter, de modo que o mesmo hemisfério da Lua sempre enfrenta o planeta. Júpiter leva cerca de 4.333 dias terrestres (ou cerca de 12 anos terrestres) para orbitar o Sol (um ano Joviano). O equador de Júpiter (e o plano orbital de suas luas) está inclinado em relação ao caminho orbital de Júpiter ao redor do Sol em apenas 3 graus (a Terra está inclinada 23,5 graus). Isto significa que Júpiter gira quase na vertical para que o planeta, assim como Europa e outras dezenas de luas de Júpiter, não tenham estações tão extremas como outros planetas têm.
Luas de Júpiter Io, Europa e Ganímedes estão no que é chamado de ressonância – cada vez que Ganímedes orbita Júpiter uma vez, Europa orbita duas vezes, e Io orbita quatro vezes. Com o tempo, as órbitas da maioria dos grandes satélites ou planetas tendem a tornar-se circulares, mas no caso destes três satélites, a ressonância produz uma excentricidade forçada, uma vez que os satélites se alinham uns com os outros nos mesmos pontos das suas órbitas repetidamente, dando uns aos outros um pequeno puxão gravitacional que impede que as suas órbitas se tornem circulares.
Porque a órbita de Europa é elíptica (ligeiramente esticada de circular), a sua distância de Júpiter varia, e o lado próximo da lua sente a gravidade de Júpiter mais fortemente do que o seu lado distante. A magnitude desta diferença muda à medida que Europa orbita, criando marés que esticam e relaxam a superfície da lua.
Flexão das marés provavelmente cria fracturas na superfície da lua. Se o oceano de Europa existir, o aquecimento das marés também pode levar a actividade vulcânica ou hidrotérmica no fundo do mar, fornecendo nutrientes que podem tornar o oceano adequado para os seres vivos.
Estrutura
Estrutura
Como o nosso planeta, pensa-se que Europa tem um núcleo de ferro, um manto rochoso e um oceano de água salgada. Ao contrário da Terra, no entanto, o oceano de Europa encontra-se abaixo de uma concha de gelo com uma espessura provável de 15 a 25 quilômetros e tem uma profundidade estimada de 60 a 150 quilômetros. Enquanto a evidência para um oceano interno é forte, sua presença aguarda confirmação por uma missão futura.
Formação
Formação
Os grandes satélites Galileus de Júpiter (Io, Europa, Ganímedes e Calisto) provavelmente se formaram a partir de sobras de material após Júpiter ter condensado da nuvem inicial de gás e poeira ao redor do sol, no início da história do sistema solar. Essas quatro luas são provavelmente da mesma idade do resto do sistema solar – cerca de 4,5 bilhões de anos de idade.
Na verdade, os satélites galileus são às vezes chamados de “mini-sistema solar”, uma vez que se formaram a partir das sobras de Júpiter, semelhante a como a Terra e outros planetas se formaram a partir do gás e poeira deixados pela formação do nosso Sol. As semelhanças não terminam aí. Cada planeta do sistema solar interno é menos denso que o seu vizinho interno – Marte é menos denso que a Terra, que é menos densa que Vênus, que é menos densa que Mercúrio. As luas galiléias seguem o mesmo princípio, sendo menos densas quanto mais distantes estão de Júpiter. A densidade reduzida a distâncias maiores é provavelmente devida à temperatura: material mais denso, rochoso e metálico se condensa primeiro, perto de Júpiter ou do Sol, enquanto material gelado mais leve só se condensa a distâncias maiores, onde é mais frio.
A distância de Júpiter também determina a quantidade de aquecimento por maré que os satélites galileus experimentam – Io, mais próximo de Júpiter, é aquecido de tal forma que é o corpo mais vulcanicamente ativo do sistema solar, e provavelmente há muito tempo atrás ele expeliu qualquer água que tinha quando se formou. Europa tem uma camada de gelo e água em cima de um interior rochoso e metálico, enquanto que Ganímedes e Calisto na verdade têm maiores proporções de gelo de água e por isso densidades mais baixas.
Superfície
Superfície
Superfície de gelo de água da Europa é riscada por longas e lineares fracturas. Com base no pequeno número de crateras observáveis, a superfície desta lua parece não ter mais do que 40 a 90 milhões de anos, o que é jovem em termos geológicos (a superfície de Calisto, outra das luas de Júpiter, é estimada em alguns bilhões de anos). Ao longo das muitas fraturas de Europa, e em padrões manchados em sua superfície, é um material marrom-avermelhado cuja composição não é conhecida com certeza, mas provavelmente contém sais e compostos de enxofre que foram misturados com o gelo da água e modificados pela radiação. Esta composição superficial pode conter pistas sobre o potencial da lua como um mundo habitável.
A nave espacial Galileo da NASA explorou o sistema de Júpiter de 1995 a 2003 e fez numerosos flybys da Europa. Galileu revelou estranhas cavidades e cúpulas que sugerem que a camada de gelo de Europa poderia ser lentamente agitada, ou convectada (gelo mais frio, mais denso, enquanto o gelo mais quente e menos denso se eleva) devido ao calor de baixo. As fraturas longas e lineares têm frequentemente apenas 1-2 quilômetros de largura, mas podem se estender por milhares de quilômetros em toda a superfície da Europa. Algumas destas fracturas acumularam-se em cristas de centenas de metros de altura, enquanto outras parecem ter-se separado em bandas largas de múltiplas fracturas paralelas. Galileu também encontrou regiões chamadas de “terreno caótico”, onde paisagens quebradas e em bloco estavam cobertas de misterioso material avermelhado. Em 2011, cientistas estudando dados de Galileu propuseram que terrenos de caos poderiam ser lugares onde a superfície colapsasse acima de lagos em forma de lentilhas incrustados no gelo.
Atmosfera
Atmosfera
Europa tem apenas uma tênue atmosfera de oxigênio, mas em 2013, a NASA anunciou que pesquisadores usando o Telescópio Espacial Hubble encontraram evidências de que Europa poderia estar ventilando água ativamente para o espaço. Isto significaria que a lua está geologicamente ativa nos dias de hoje. Se confirmado por observações de acompanhamento, as plumas de água poderiam ser estudadas por futuras naves espaciais de forma semelhante a como os Cassini amostraram a pluma da lua de Saturno Enceladus.
Magnetosfera
Magnetosfera
Uma das medições mais importantes feitas pela missão Galileu mostrou como o campo magnético de Júpiter foi perturbado no espaço ao redor de Europa. A medição implicou fortemente que um tipo especial de campo magnético está sendo criado (induzido) dentro de Europa por uma camada profunda de algum fluido eletricamente condutivo sob a superfície. Com base na composição gelada da Europa, os cientistas pensam que o material mais provável para criar esta assinatura magnética é um oceano global de água salgada, e este resultado do campo magnético ainda é a melhor evidência que temos para a existência de um oceano na Europa.