Plutão nunca para de nos surpreender: cientistas do SwRI encontram evidências de nitrogênio líquido na superfície do planeta anão

Contexto da descoberta

Pesquisadores do Southwest Research Institute (SwRI), em conjunto com colaboradores do SETI Institute e outros centros científicos, publicaram um estudo no periódico The Planetary Science Journal apresentando evidências de nitrogênio líquido na superfície de Plutão. A detecção foi baseada em imagens coletadas pela sonda New Horizons, da NASA, entre 2015 e 2016, durante a única aproximação já realizada ao planeta anão.

O documento original, publicado pelo The Debrief, descreve o processo de análise científica, os modelos computacionais utilizados e as implicações da descoberta para a compreensão de outros corpos do sistema solar. O texto completo em inglês está disponível na fonte oficial: thedebrief.org.

Sputnik Planitia e as feições escuras lineares

A região de interesse é Sputnik Planitia, o lado ocidental do grande acidente geográfico em forma de coração visível na superfície de Plutão. Maior do que os estados do Texas e Oklahoma combinados, essa planície de nitrogênio congelado é objeto de estudo há anos. Ao analisar as imagens da New Horizons, os pesquisadores identificaram feições lineares finas e escuras separando as células de convecção geológica — estruturas do tamanho de cidades — na porção mais ao norte de Sputnik Planitia.

Essas marcas mais difusas e estreitas diferem das feições maiores já conhecidas. Embora estudos anteriores tenham cogitado a existência de um oceano de água líquida sob a crosta congelada de Plutão, as temperaturas superficiais impediriam qualquer água de fluir na superfície por tempo suficiente para gerar tais feições. A hipótese de nitrogênio líquido ganhou força como explicação alternativa, mesmo que as condições atmosféricas e térmicas de Plutão tornem a chuva líquida fisicamente impossível.

Comparação com a Groenlândia e o papel do Landsat 9

Para validar a hipótese, o Dr. Alan Stern, Vice-Presidente Associado do SwRI e investigador principal da missão New Horizons, comparou as imagens de Plutão com imagens terrestres coletadas pelo Landsat 9, da NASA. O foco da comparação foi a Calota de Gelo da Groenlândia, onde feições superficiais semelhantes — produzidas por água líquida que umedece o gelo — já foram observadas anteriormente.

A equipe concluiu que as duas regiões apresentam topografia "muito semelhante", sugerindo que líquidos subsuperficiais na forma de nitrogênio estariam aflorando à superfície e umedecendo o gelo de nitrogênio de Sputnik Planitia. A Dra. Kelsi Singer, Cientista Principal do SwRI e co-autora do estudo, destacou que a superfície da região é geologicamente jovem — com estimativas inferiores a um milhão de anos —, o que significa que as feições escuras precisaram se formar em uma janela de tempo relativamente curta.

Modelos computacionais e o mecanismo de afloramento

O Dr. Orkan Umurhan, pesquisador sênior do SETI Institute, coordenou a criação de modelos computacionais para simular o ambiente local de Plutão. Os modelos indicam que o gelo de nitrogênio na base da geleira de Sputnik — que pode ter vários quilômetros de profundidade — pode derreter, formando nitrogênio líquido. A pressão e a flutuabilidade geradas por baixo seriam suficientes para fazer esse líquido migrar até a superfície por meio de condutos estreitos, semelhantes a tubos de lava ou gêiseres.

Os mesmos modelos sugerem que, ao atingir a superfície, o nitrogênio líquido consegue manter seu estado por tempo suficiente para fluir pelos declives da geleira e produzir as feições observadas nas imagens.

Implicações para o sistema solar

Além do significado imediato para o estudo de Plutão, a equipe aponta que a descoberta pode auxiliar na compreensão de outros fenômenos no sistema solar, como os gêiseres observados pela sonda Voyager 2 na lua Tritão, de Netuno. O mecanismo de "derretimento basal" identificado em Sputnik Planitia pode ser análogo ao que ocorre em Tritão.

A equipe também ressalta que mais da metade de Plutão ainda não foi mapeada em alta resolução, abrindo espaço para novas descobertas. Futuro mapeamento de outros planetas do Cinturão de Kuiper pode determinar se processos similares ocorrem nessa região do sistema solar.

Declarações finais dos pesquisadores

"Plutão nunca para de nos surpreender, e este novo resultado certamente faz isso. Além de sugerir que líquidos se expressaram recentemente na superfície de Plutão, também aponta para um novo tipo de feição variável no tempo em Plutão."
— Dr. Alan Stern

O Dr. Umurhan destacou a necessidade de estudos laboratoriais mais aprofundados sobre a física do nitrogênio sólido sob tensão e deformação — processos que, segundo ele, "nunca foram estudados em detalhe real no laboratório".

O estudo completo, intitulado "Evidence for possible N2 basal flow beneath Pluto's northern Sputnik Planitia", foi publicado no The Planetary Science Journal.