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Uma nova análise de quase 1.000 medições de grãos de gelo do anel E de Saturno mostra que a névoa salina do oceano de Encélado congela e se fragmenta de uma maneira mais complexa do que os cientistas planetários pensavam anteriormente.
As partículas de gelo do tipo 3 são um importante grupo composicional dentro da pluma de Encélado e do anel E de Saturno, e acredita-se que representem gotículas congeladas e aerossolizadas de tamanho micrométrico do oceano subsuperficial salgado de Encélado.
O oceano global de Encélado fica sob uma crosta de gelo e acima de um núcleo rochoso, onde se suspeita que a dissipação das marés impulsione a atividade hidrotermal”, disseram o Dr. Frank Postberg, da Universidade Livre de Berlim, e seus colegas.
Por meio da atividade criovulcânica, a lua ejeta partículas de gelo no anel E de Saturno, que, portanto, é composto de partículas de poeira gelada de tamanho micrométrico e submicrométrico provenientes do oceano subterrâneo de Encélado.”
De 2004 a 2017, o Analisador de Poeira Cósmica (CDA, na sigla em inglês), a bordo da sonda Cassini-Huygens da NASA/ESA, registrou a composição individual desses grãos de gelo com seu espectrômetro de massa por ionização de impacto.”
A análise dos grãos do anel E pelo CDA fornece informações importantes sobre a composição do oceano subsuperficial, com estatísticas muito melhores em comparação com os dados das raras e breves ocasiões em que a Cassini atravessou a pluma”, acrescentaram.
"Análises anteriores dos espectros do anel E do CDA classificaram esses grãos de gelo em três grupos composicionais básicos: os grãos de gelo do Tipo 1 são grãos de gelo de água quase pura e apresentam características espectrais correspondentes à água e quantidades de sais de sódio na ordem de partes por milhão (ppm); os grãos de gelo do Tipo 2 apresentam características espectrais correspondentes à presença de matéria orgânica nesses grãos; e os grãos de gelo do Tipo 3 são grãos de gelo ricos em sal, indicando um aumento acentuado da salinidade."
No novo estudo, os pesquisadores examinaram os dados espectrais coletados pelo instrumento CDA de 961 grãos de gelo do Tipo 3.
Em vez de encontrarem uma composição salina uniforme, identificaram pelo menos cinco subtipos químicos distintos, dominados, em diferentes graus, por cloreto de sódio, carbonato/bicarbonato de sódio, fosfato de sódio, hidróxido de sódio ou sais de potássio.
Encélado, na verdade, faz grande parte do trabalho para nós na preparação de amostras para análise, que normalmente exigem muito esforço em laboratórios químicos na Terra”, disse o Dr. Postberg.
Os componentes oceânicos são separados uns dos outros e simultaneamente concentrados em partículas de gelo individuais.”
Encélado, lua de Saturno, com uma pluma. SSI / Kevin M. Gill.
Para explicar essa segregação, os cientistas congelaram gotas de água simulada do oceano de Encélado, produzidas em laboratório, a taxas controladas, e depois mapearam a distribuição de sal resultante.
Eles descobriram que o congelamento lento (abaixo de cerca de 20 K por minuto) em gotículas relativamente grandes — com dezenas a centenas de micrômetros de diâmetro — faz com que diferentes sais cristalizem separadamente, em partículas muito maiores do que os grãos de gelo de aproximadamente 1 a 2 micrômetros detectados na pluma.
A modelagem termodinâmica do processo de congelamento corroborou esse padrão, mostrando que fosfatos, carbonatos e cloretos precipitam em temperaturas marcadamente diferentes.
Isso significa que os grãos da pluma de Encélado provavelmente se formam por meio de um processo de duas etapas: gotículas salinas maiores congelam lentamente dentro de aberturas geladas sob a superfície da lua, segregando seu conteúdo mineral, e só mais tarde são fragmentadas em pedaços menores e quimicamente puros, observados pela Cassini.
Os resultados sugerem que a amostragem de grãos de gelo individuais — em vez da análise do material da pluma em massa — será essencial para futuras missões que buscam compreender a química e a potencial habitabilidade do oceano oculto de Encélado.
As futuras naves espaciais terão que analisar muitas partículas de gelo individuais na pluma.”
Mas se eles se depararem com uma partícula que contenha material microbiano, poderão identificar bioassinaturas nela com relativa facilidade, utilizando a tecnologia já disponível”.
O estudo foi publicado hoje na revista Science Advances.
Frank Postberg et al. 2026. Cassini CDA observa segregação composicional de grãos de gelo de Encélado devido ao congelamento lento e à fragmentação de aerossóis oceânicos.
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