Os retornos do radar biestático da Lua estão fornecendo aos cientistas uma visão mais aprofundada do comportamento e da composição dos mares do norte de Titã, de acordo com um novo estudo liderado pela Universidade Cornell, publicado no periódico Nature Communications
A missão Cassini-Huygens envolve uma sonda espacial lançada em um esforço cooperativo internacional entre a NASA, a Agência Espacial Europeia e a Agência Espacial Italiana. Seu objetivo é coletar dados sobre o próprio planeta Saturno, bem como seus anéis e luas circundantes.
Dois implementos foram usados para conduzir a missão: a sonda espacial Cassini orbitando Saturno e o módulo de pouso Huygens que pousou em Titã. A Cassini orbitou o planeta de 2004 até queimar na atmosfera de Saturno em 2017. A Huygens pousou em Titã em janeiro de 2005, mas o contato foi perdido pouco mais de uma hora depois de pousar devido a um problema de comunicação não identificado até depois do lançamento.
A diferença entre o novo método biestático de observação e o método monostático anterior é que os novos dados vêm de uma reflexão polarizada. Isso significa que a reflexão é vista de duas perspectivas, tanto da espaçonave de envio quanto de um receptor de volta à Terra. Os dados monostáticos anteriores eram retornados apenas para a própria espaçonave.
Valerio Poggiali, autor principal do novo estudo, diz que o resultado do método bistático “é um conjunto de dados mais completo e é sensível tanto à composição da superfície refletora quanto à sua rugosidade”. Embora o conjunto de dados bistáticos forneça novas informações dinâmicas, os antigos dados monostáticos ainda são confiáveis para contexto. Mesmo esse novo conjunto de dados tem algumas limitações, pois os retornos do radar são limitados ao nível da superfície dos corpos e são incapazes de fornecer informações de sondagem de profundidade.
A coleta de dados para o estudo recente começou, na verdade, há uma década, quando a sonda coletou medições quando chegou à sua maior proximidade de Titã e novamente quando se afastou. Essas entradas e saídas ocorreram em 17 de maio, 18 de junho e 24 de outubro de 2014, e mais de dois anos depois, em 14 de novembro de 2016. A equipe se concentrou em dados coletados durante as porções de saída dos sobrevoos, pois somente na fase de saída o retorno do radar cruzou um dos corpos em que a equipe estava focada, os mares polares Kraken Mare, Ligeia Mare e Punga Mare.
As diferenças que surgiram entre os mares corresponderam à latitude e localização do mar. A proximidade de outras características, como rios e estuários, impactou a composição dos mares. Os mares tranquilos de Titã mostram apenas pequenas ondas de 3,3 milímetros, aumentando para 5,3 mm perto de regiões onde corpos d’água se encontram, como costas, estuários e estreitos entre bacias. Isso sugere a existência de correntes de maré na lua. Na Terra, normalmente medimos ondas em metros, não em milímetros. Então, embora haja alguma variação, a superfície é notavelmente calma da nossa perspectiva.
Outra variação significativa com a Terra é a constante dialética dos corpos líquidos de Titã. A constante dielétrica se refere à capacidade de um material de armazenar energia elétrica em vez de conduzi-la. Os corpos d’água da Terra têm uma constante dielétrica alta de cerca de 80. Em contraste, os mares de metano de Titã têm um valor dramaticamente menor de cerca de 1,7, caindo ainda mais em áreas costeiras e estuários mais agitados. Isso é apenas um pouco maior do que o ar na Terra, que registra cerca de 1. Isso impacta os retornos do radar biestático porque um valor mais alto leva a uma leitura mais precisa de um sinal mais forte.
Embora sua composição pareça ser muito diferente, os mares em Titã parecem estar se comportando de forma bastante similar aos da Terra em certos outros aspectos. Na Terra, estamos lidando com água e sal, mas o metano e o etano existentes na forma líquida em Titã parecem fluir de forma bastante similar. Os riachos de água doce da Terra despejam em oceanos salgados. Em Titã, rios de metano puro fluem para oceanos misturados com etano.
As novas descobertas “se encaixam bem com modelos meteorológicos para Titã”, de acordo com o coautor do estudo, Philip D. Nicholson, professor de astronomia em Cornell. Conforme previsto, parece que Titã recebe uma chuva composta de metano e nitrogênio. No entanto, a equipe não concluiu seu trabalho. Poggiali diz: “Este é apenas o primeiro passo.” Com 13 anos em órbita, a Cassini coletou uma montanha de dados que ainda precisam ser peneirados. Em suma, nossa compreensão geral de Titã e seus mares ainda está apenas começando.
O novo estudo foi possível graças ao apoio internacional da NASA e da Agência Espacial Italiana. Enquanto Cornell liderou o esforço, os colaboradores incluíram o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o Instituto de Tecnologia da Califórnia, o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e a Università di Bologna. O estudo, intitulado “Propriedades de superfície dos mares de Titã reveladas pelos experimentos de radar bistático da missão Cassini”, apareceu na Nature Communications em 16 de julho de 2024.
