Simulador da NASA ajuda a esclarecer mistérios do sistema solar

Simulador da NASA ajuda a esclarecer mistérios do sistema solar

1 de agosto de 2022 0 Por ucrhyan
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Mesmo em nosso quintal cósmico, o sistema solar, muitas questões permanecem em aberto. Em Vênus existem formações semelhantes a vulcões, mas não se sabe se estão ativas. A superfície de Marte sugere que já existiu um vasto oceano, mas como ele desapareceu ainda não está claro. Por outro lado, detecções recentes de compostos químicos que podem indicar a presença de atividade biológica em Marte e Vênus, as chamadas bioassinaturas, mantêm viva a busca por vida fora da Terra. As respostas podem estar na análise da luz que nos chega desses planetas, através das “impressões digitais” que as moléculas deixam no espectro dessa luz.

No estudo agora publicado na Atmosphere, investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal) compararam simulações obtidas com o Planetary Spectrum Generator (PSG), um simulador de espectro planetário, com observações de luz infravermelha dos planetas Vênus, Marte e Júpiter.

Usando o PSG, desenvolvido pela NASA, a equipe conseguiu explicar os resultados de algumas observações e concluir que esse simulador é uma ferramenta eficaz para estudar a abundância de compostos químicos presentes em pequenas quantidades em atmosferas planetárias.

Um dos compostos químicos analisados, o metano, pode ter origem tanto na atividade biológica quanto nos processos geológicos. É por isso que sua presença indescritível em Marte, com detecção pela espaçonave Mars Express e a ausência de detecção pela espaçonave ExoMars TGO, permanece um mistério.

“Ao variar os parâmetros de nossas simulações, conseguimos explicar essa detecção e não detecção de metano em Marte e entender as condições e locais em que podem ocorrer. Este é um passo importante para esclarecer a associação do metano em Marte com a possível existência de vida”, explica Pedro Machado (IA & Ciências ULisboa), coautor deste estudo.

Evidências geológicas em Marte que sugerem a presença de água líquida no passado.

Outra incógnita no planeta vermelho, também de grande interesse para o campo científico da busca de vida fora da Terra, a astrobiologia, é o destino da maior parte de sua água. Evidências sugerem que isso já fluiu em abundância no planeta, e que grande parte do hemisfério norte já foi um vasto oceano. Hoje, Marte é um deserto gelado.

“Conhecer a razão entre duas variantes de hidrogênio, o isótopo de deutério e o hidrogênio simples, nos ajuda a entender a evolução temporal da água em Marte. O deutério é um átomo de hidrogênio pesado, seu núcleo contém mais um nêutron, então a água, H2O, formada por um átomo de deutério e um átomo de hidrogênio, HDO, é mais pesada e escapará para o espaço com mais dificuldade. A comparação desta proporção a nível global e local em Marte, possível com este estudo, dá-nos informações valiosas sobre o destino da água marciana”, explica João Dias (IA & Ciências ULisboa), principal autor deste estudo.

Também incluída neste estudo, a fosfina pode ser produzida espontaneamente em ambientes de alta pressão e temperatura na presença de fósforo e hidrogênio, os dois elementos químicos que a constituem. “É o que acontece em Júpiter, sendo a fosfina uma das responsáveis ​​pelas bandas coloridas na atmosfera deste gigante gasoso”, explica Pedro Machado, “mas num planeta rochoso, como a Terra, onde estas condições extremas não existem, sua presença está associada à atividade biológica”.

Cratera na região de Sirenum Fossae em Marte, mostrando evidências de escoamento de água no passado.

Assim, quando em 2020 um estudo identificou fosfina nas nuvens de Vênus, a comunidade científica voltou sua atenção para este planeta. “Outros estudos realizados em outras condições mostraram que a fosfina pode não estar presente afinal ou estar presente em quantidades muito menores do que inicialmente identificadas, algo que também conseguimos reproduzir”, acrescenta Pedro Machado.

Ainda em Vênus, “o dióxido de enxofre é muito importante para sabermos se há atividade vulcânica. Determinando com precisão a abundância deste composto em diferentes altitudes, como mostramos ser possível com o PSG, poderemos concluir sobre a sua origem”, acrescenta João Dias.

“Este trabalho é de grande importância para missões espaciais que agora estão sendo desenvolvidas, como EnVision, Ariel e Mars Express, da Agência Espacial Européia (ESA), nas quais a IA está envolvida, nos informando os valores esperados para esses componentes químicos e permitir que os instrumentos que estão sendo projetados para essas missões sejam otimizados para detectar dentro da faixa de valores esperados”, diz Pedro Machado, coinvestigador dessas missões.

Ilustração de Marte há 4,5 milhões de anos mostrando um vasto oceano no hemisfério norte.

“Em particular, missões como Ariel, que estudarão as atmosferas de planetas que orbitam estrelas que não o Sol, exoplanetas, se beneficiam muito desse tipo de estudo do sistema solar, que pode servir de modelo para o que esperamos poder observar fora. o sistema solar”, acrescenta João Dias.

“Esta demonstração da eficácia do PSG é muito importante para a comunidade científica, e o IA está na vanguarda desses estudos ao incluir em sua equipe de Sistemas Planetários especialistas tanto no estudo das atmosferas dos planetas do sistema solar quanto no detecção e caracterização de exoplanetas”, diz Pedro Machado.