Água e moléculas orgânicas são encontradas em asteroide

A descoberta de gelo na superfície do 24 Themis abre novas discussões sobre a distinção entre asteroides e cometas.(Imagem: G. Pérez)

Vida em asteroides? Ainda longe disso, mas esses pequenos corpos celestes que gravitam em torno do Sol não são tão áridos como se imaginava. Evidência de água e de compostos orgânicos acabam de ser detectados na superfície de um deles.

A descoberta foi publicada na revista Nature em dois artigos, um deles com participação brasileira.

Blocos básicos da vida

As indicações da existência dos blocos básicos da vida foram localizadas no asteroide 24 Themis.

Com cerca de 200 quilômetros de diâmetro, o 24 Themis é um dos maiores pedregulhos espaciais do Cinturão de Asteroides, entre os planetas de Marte e Júpiter.

Ao medir o espectro de luz infravermelha refletida pelo objeto, os pesquisadores verificaram que os sinais eram consistentes com água congelada. Segundo eles, todo o asteroide está coberto por um filme fino de gelo.

Os cientistas também detectaram material orgânico, o que fortalece a teoria de que asteroides podem ter sido os responsáveis por trazer água e compostos orgânicos à Terra. Esses elementos já haviam sido encontrados em meteoritos e mesmo em cometas.

“Os compostos orgânicos que detectamos aparentam ser cadeias extensas e complexas de moléculas. Ao caírem sobre a Terra estéril em meteoritos, essas moléculas podem ter servido como um grande pontapé inicial no desenvolvimento da vida no planeta”, disse Josh Emery, da Universidade do Tennessee, autor de um dos artigos.

Diferença entre cometas e asteroides

O outro artigo tem participação de Thais Mothé Diniz, do Observatório de Valongo da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), especialista na caracterização de pequenos corpos do Sistema Solar.

“Não é possível saber com certeza qual é a espessura do gelo”, afirma Thais. “Mas ela deve ter entre alguns centímetros e uns poucos metros”.

A descoberta lança uma nuvem de dúvidas sobre a distinção que os astrônomos fazem entre cometas e asteroides.

A presença de água em corpos celestes sempre esteve associada a cometas e, acreditavam os cientistas até hoje, os asteroides poderiam ter tido água no início da sua formação, mas deveriam tê-la perdido há bilhões de anos.

Origem da água na Terra

Emery destaca que encontrar gelo no 24 Themis é uma surpresa porque a superfície do asteroide não é fria o suficiente para que o gelo possa permanecer ali por muito tempo. “Isso implica que gelo é abundante no interior desse asteroide e talvez em muitos outros. O gelo em asteroides pode ser a resposta para o enigma de onde veio a água da Terra”, disse.

Uma corrente de pensamento afirma que a Terra deve ter-se formado a uma temperatura alta demais para acomodar água em seus primeiros tempos e esta deve ter vindo de fora, em algum momento.

Cometas podem carregar muita água e o impacto de um em nosso planeta pode ter trazido uma boa quantidade mas não toda ela, obviamente. E o tipo de átomos conhecidos na água da Terra não corresponde ao encontrado nos cometas.

“Encontrar gelo em Themis abre a possibilidade de que água possa ter vindo de asteroides assim como de cometas. Isso em tese permite a chegada de mais água e mais possibilidades de combinações de átomos”, disse Andy Ribkin, da universidade americana de Johns Hopkins.

Os cientistas ressaltam que, como o 24 Themis é parte de uma “família” de asteroides formada a partir de um grande impacto e da consequente fragmentação de um corpo muito maior, há muito tempo, a descoberta implica que o objeto original também tinha gelo, o que tem grandes implicações para o estudo da origem do Sistema Solar.

As indicações da presença de água foram localizadas no asteroide 24 Themis, que tem cerca de 200 quilômetros de diâmetro e orbita a quase 480 km de distância do Sol, entre os planetas de Marte e Júpiter. (Imagem: Josh Emery/University of Tennessee)

Gelo pré-histórico

Asteroides não emitem sua própria luz. Por isso, as duas equipes tiveram que usar um telescópio de infravermelho. Com a ajuda do telescópio da NASA instalado em Mauna Kea, no Havaí, eles estudaram a luz do Sol refletida pela superfície do 24 Themis em comprimentos de onda do infravermelho situados entre 2 e 4 micrômetros.

As análises da espectrometria das duas equipes chegaram basicamente à mesma conclusão: o asteroide deve ser revestido por uma delgada capa de gelo, misturada com moléculas orgânicas.

“24 Themis mantém essa capa de gelo provavelmente desde que a Terra se formou, há cerca de 4,5 bilhões de anos”, diz Thais, que é especialista em asteroides.

Gelo subterrâneo

Os pesquisadores iniciaram o estudo porque fragmentos de rocha do asteroide pareciam como a cauda de cometas quando vistos por meio de telescópios e a descoberta sugeria que este poderia conter quantidades significativas de gelo.

Mas gelo na superfície seria improvável já que, sob a luz solar sem pressão atmosférica, o gelo evaporaria rapidamente. A temperatura média de 24 Themis é de cerca de 200 K (-73°C). A água congelada num corpo celeste situado a essa distância do Sol simplesmente sublima depois de algum tempo – vira vapor sem passar pela fase líquida.

Isso indiciaria que o gelo da superfície está sendo constantemente reposto. Emery e Andrew Rivkin, da Universidade Johns Hopkins, sugerem que o gelo evaporado é constantemente substituído por um processo por meio do qual o gelo contido no interior do asteroide “sobe” aos poucos, à medida que o vapor escapa da superfície.

Segundo eles, a duração do gelo na superfície do asteroide deve variar de milhares a milhões de anos, dependendo da posição do objeto.

Do Inovação Tecnológica

Bibliografia:

Detection of ice and organics on an asteroidal surface
Andrew S. Rivkin, Joshua P. Emery
Nature Physics
29 April 2010
Vol.: 464, 1322-1323
DOI: 10.1038/nature09028

Water ice and organics on the surface of the asteroid 24 Themis
Humberto Campins, Kelsey Hargrove, Noemi Pinilla-Alonso, Ellen S. Howell, Michael S. Kelley, Javier Licandro, T. Mothé-Diniz, Y. Fernández, Julie Ziffer
Nature Physics
29 April 2010
Vol.: 464, 1320-1321
DOI: 10.1038/nature09029

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NASA encontra vida sob o gelo

A 168 metros de profundidade, abaixo da plataforma de gelo oeste da Antártida, a NASA encontrou algo que não esperava: um pequeno camarão.

A descoberta é curiosa, pois o local de exploração, apesar de não tão profundo, fica completamente às escuras.
Sem acesso à luz do Sol, cientistas não esperavam achar nada mais do que alguns micróbios. Outro elemento que contribui para a surpresa é o fato de o animal estar a mais de 20 km de distância do mar aberto.

A criatura foi filmada em novembro do ano passado, quando câmeras especiais observavam o gelo por baixo, mas as imagens só foram divulgadas esta semana.

Na página da NASA, é possível ver e baixar o filme no qual o crustáceo aparece.

Radar da NASA encontra água congelada no Pólo Norte da Lua

Embora a quantidade total de gelo dependa da sua espessura em cada cratera, um dado que ainda não é conhecido, estima-se que poderia haver pelo menos 600 milhões de toneladas de água congelada nas crateras do Pólo Norte lunar.(Imagem: NASA)

Água congelada na Lua

Usando dados de um radar fabricado pela NASA, que foi ao espaço a bordo da sonda indiana Chandrayaan-1, cientistas detectaram grandes depósitos de gelo perto do Pólo Norte da Lua.

A análise vem confirmar os resultados obtidos por um outro instrumento da sonda indiana, que já havia encontrado sinais de moléculas de água na Lua, embora sem quantificar as ocorrências.

Gelo nas crateras da Lua

O instrumento Mini-SAR, um pequeno radar (menos de 10 kg) de abertura sintética, encontrou mais de 40 pequenas crateras com água congelada. As crateras variam em tamanho de 2 a 15 km de diâmetro.

Embora a quantidade total de gelo dependa da sua espessura em cada cratera, um dado que ainda não é conhecido, estima-se que poderia haver pelo menos 600 milhões de toneladas de água congelada nas crateras do Pólo Norte lunar.

O Mini-SAR fotografou várias das regiões permanentemente sombreadas que existem em ambos os pólos da Lua. Estas áreas escuras são extremamente frias, levando os cientistas a levantarem a hipótese de que materiais voláteis, incluindo o gelo de água – no frio do espaço há gelo de outros materiais – poderiam estar presentes em grandes quantidades ali.

O objetivo científico principal do Mini-SAR era justamente mapear e caracterizar qualquer depósito que de fato existisse nessas áreas.

Como o gelo foi encontrado na Lua

O Mini-SAR utiliza as propriedades de polarização das ondas de rádio refletidas pela superfície para caracterizar as propriedades do material existente nessa superfície – ele emite pulsos de radar que são circularmente polarizados à esquerda.

As superfícies planetárias típicas invertem a polarização durante a reflexão das ondas de rádio, de modo que os ecos normais dos sinais do Mini-SAR são circularmente polarizados à direita. A relação entre a potência recebida no mesmo sentido da transmissão (circular à esquerda) e a potência recebida no sentido oposto (circular à direita) é chamada de taxa de polarização circular (TPC).

A maioria da superfície lunar tem baixa TPC, o que significa que a regra é a reversão da polarização. Mas alguns alvos da Chandrayaan-1 apresentaram um elevado TPC. Entre esses alvos estavam superfícies recentes e muito ásperas (como uma cratera jovem) e gelo, que é transparente para as ondas de radiofrequência, dispersando largamente os pulsos – isso leva a um reforço nas reflexões no mesmo sentido e, portanto, a uma TPC mais alta.

A TPC não é um método definitivo de diagnóstico de asperezas superficiais ou de gelo – os cientistas precisam levar em conta o ambiente das ocorrências dos sinais de alta TPC para interpretar a sua causa.

Numerosas crateras perto dos pólos da Lua têm interiores permanentemente sombreados. Essas áreas são muito frias, fazendo com que um eventual depósito de gelo de água seja estável por tempo indeterminado. As crateras mais recentes apresentam um alto grau de rugosidade superficial (TPC alta) dentro e fora da borda da cratera, causada por pedras afiadas e blocos de rocha distribuídos por toda a área da cratera.

No entanto, o Mini-SAR encontrou crateras perto do Pólo Norte que têm alta TPC dentro, mas não fora de suas bordas. Essa relação sugere que a TPC alta não é causada pela aspereza, mas por algum material que existe apenas no interior dessas crateras.

Os cientistas então interpretaram essa relação como sendo coerente com a presença de água congelada no interior dessas crateras. O gelo deve ser relativamente puro e ter pelo menos cerca de dois metros de espessura para apresentar essa assinatura.

O Mini-SAR encontrou crateras com alta TPC (CPR, em inglês) dentro, mas não fora de suas bordas, sugerindo que a TPC alta não é causada pela aspereza, mas por algum material que existe apenas no interior dessas crateras. (Imagem: NASA)

Quantidade de gelo na Lua

Isso leva ao cálculo de uma quantidade estimada de gelo de água, potencialmente presente, dizem os cientistas, que é comparável à quantidade estimada a partir dos dados coletados por uma outra missão recente à Lua, a LCROSS, que causou grande decepção ao não gerar uma muito esperada nuvem de poeira ao se chocar contra a Lua, mas que encontrou sinais não apenas de água, mas também de algumas substâncias intrigantes, que os cientistas ainda não revelaram quais sejam.

Os dados da LCROSS levaram a uma estimativa de “algumas centenas de milhões de toneladas de água congelada”, enquanto os dados da Chandrayaan-1 agora falam mais precisamente em 600 milhões de toneladas de gelo lunar.

A variação nas estimativas entre o Mini-SAR e o espectrômetro de nêutrons da LCROSS deve-se ao fato de que este último alcança profundidades de apenas cerca de um metro e meio, o que o levaria a subestimar a quantidade total de água congelada presente. Por outro lado, pelo menos parte do gelo polar lunar deve estar misturada com o solo lunar e, portanto, invisível aos radares.

Do Inovação Tecnológica