Isso é surpreendente, pois mesmo nas regiões frias do sistema de Urano, localizadas a 20 vezes a distância da Terra ao Sol, o dióxido de carbono se transforma facilmente em gás e escapa para o espaço
Os cientistas teorizaram que algo está fornecendo dióxido de carbono à superfície de Ariel. Alguns sugerem que as interações entre a superfície da Lua e as partículas carregadas na magnetosfera de Urano criam dióxido de carbono através de um processo chamado radiólise, no qual as moléculas são quebradas por radiação ionizante. No entanto, um novo estudo publicado a 24 de julho no The Astrophysical Journal Letters favorece uma teoria alternativa: que o dióxido de carbono e outras moléculas estão a emergir do interior de Ariel, possivelmente até de um oceano líquido subterrâneo.
Usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA para coletar espectros químicos da Lua e compará-los com espectros de misturas químicas simuladas em laboratório, uma equipe de pesquisa liderada por Richard Cartwright do Laboratório de Física Aplicada (APL) Johns Hopkins em Laurel, Maryland, descobriu que Ariel possui alguns dos depósitos de dióxido de carbono mais ricos do sistema solar, com uma espessura estimada de 10 milímetros ou mais no hemisfério posterior da lua. Entre esses depósitos foi encontrada outra surpresa: os primeiros sinais claros de monóxido de carbono.
“Não deveria estar lá. O monóxido de carbono não é estável até temperaturas de 30 Kelvins (menos 243 graus Celsius)”, disse Cartwright. Enquanto isso, a temperatura da superfície de Ariel é, em média, cerca de 18°C mais quente. “O monóxido de carbono teria que ser reabastecido ativamente, sem dúvida”.
Cartwright acrescentou que a radiólise ainda pode ser responsável por parte dessa reposição. Experimentos de laboratório mostraram que o bombardeio de radiação em água gelada misturada com material rico em carbono pode produzir tanto dióxido de carbono quanto monóxido de carbono. Assim, a radiólise pode ser uma fonte de substituição e explicar a abundância de ambas as moléculas no hemisfério posterior de Ariel.
No entanto, permanecem muitas questões sobre a magnetosfera de Urano e a extensão das suas interações com as luas do planeta. Mesmo durante o sobrevoo da Voyager 2 por Urano, há quase 40 anos, os cientistas suspeitaram que tais interações poderiam ser limitadas, uma vez que o eixo do campo magnético de Urano e o plano orbital das suas luas estão desalinhados em cerca de 58 graus. Modelos recentes apoiaram essa previsão.
Em vez disso, a maior parte dos óxidos de carbono poderia provir de processos químicos que ocorreram — ou ainda ocorrem — num oceano de água abaixo da superfície gelada de Ariel, escapando através de fendas na camada de gelo da lua, ou possivelmente até através de plumas eruptivas. Além disso, novas observações espectrais sugerem que a superfície de Ariel também poderia hospedar minerais carbonáticos, sais que só podem se formar através da interação da água líquida com as rochas.
“Se a nossa interpretação dessa característica do carbonato estiver correta, então é um resultado bastante significativo porque significa que ele teve que se formar no interior”, disse Cartwright. “Isso é algo que precisamos absolutamente confirmar, seja através de observações futuras, modelagem ou alguma combinação de técnicas”.
Com a superfície de Ariel coberta por desfiladeiros em forma de fendas, sulcos cruzados e áreas lisas que se acredita serem o resultado de derrames criovulcânicos, os investigadores já suspeitavam que a lua estava ou ainda pode estar ativa. Um estudo de 2023 liderado por Ian Cohen do APL chegou a sugerir que Ariel e/ou sua lua irmã Miranda poderiam estar emitindo material para a magnetosfera de Urano, possivelmente através de plumas.
“Todo este novo conhecimento sublinha o quão fascinante é o sistema de Urano”, disse Cohen. “Seja desvendando as chaves de como o sistema solar se formou, compreendendo melhor a complexa magnetosfera do planeta ou determinando se essas luas são mundos oceânicos em potencial, muitos de nós na comunidade científica planetária estamos realmente ansiosos por uma missão futura para explorar Urano.”
Em 2023, através do seu estudo decenal de Ciência Planetária e Astrobiologia, a comunidade científica planetária priorizou a primeira missão dedicada a Urano, aumentando a esperança de que uma expedição científica ao gigante de gelo turquesa esteja no horizonte.
