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Sep 19, 2023

Webb observa pluma de vapor d'água em Encélado

Como Encélado orbita rapidamente em torno de Saturno com um período de apenas 1,37 dias terrestres,

Como Encélado orbita rapidamente em torno de Saturno com um período de apenas 1,37 dias terrestres, o vapor d'água ejetado se espalha ao longo e ao redor de sua órbita, formando um grande toro ao redor do gigante gasoso.

Imagens da câmera de infravermelho próximo de Webb (NIRCam) mostram uma pluma de vapor d'água saindo do pólo sul da lua de Saturno, Encélado. Crédito da imagem: NASA / ESA / CSA / STScI / G. Villanueva, Goddard Space Flight Center da NASA / A. Pagan, STScI.

Encélado é a sexta maior lua de Saturno com um diâmetro de 505 km (314 milhas).

Descoberta em 1789 pelo astrônomo britânico nascido na Alemanha William Herschel, esta lua é um dos alvos científicos mais interessantes em nosso Sistema Solar na busca por vida além da Terra.

Encélado é provavelmente a maior fonte de água dentro do sistema saturnino, com água e outros materiais lançados na órbita de Saturno por atividade geológica localizada.

Os primeiros indícios de atividade geológica em Encélado foram fornecidos pela Voyager da NASA e observações telescópicas nas décadas de 1980 e 1990, encontrando uma estreita associação entre a órbita de Encélado e o anel mais externo e mais largo de Saturno - o denso anel E.

Em 2005, vários instrumentos a bordo da sonda Cassini da NASA descobriram uma nuvem de gases e grãos de gelo emergindo de fissuras na região polar sul de Encélado.

Um toro de água ao longo da órbita de Encélado foi recentemente observado por espectroscopia submilimétrica com o Observatório Herschel da ESA.

As medições de Cassini do gás de pluma foram feitas usando espectrometria de massa ao longo de trajetórias específicas de sobrevôo e via ocultação estelar na região interna da pluma (menos de 200 km).

Em contraste, as medições do toro não foram resolvidas espacialmente, mas indicaram a presença de vapor d'água amplamente em todo o sistema saturnino.

Embora o fluxo de grãos de gelo da pluma varie em várias escalas de tempo, as variações no fluxo de vapor são muito menos compreendidas, juntamente com a forma como afetam a estrutura e a evolução do toro.

Ao analisar as emissões moleculares em grandes distâncias de Encélado com o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, o Dr. Geronimo Villanueva do Goddard Space Flight Center da NASA e seus colegas conseguiram mapear a distribuição da água liberada, comparar o nível de atividade com aquele determinado pelas medições da Cassini e estabelece uma conexão direta da pluma com a nuvem estendida de material além da pluma que provavelmente se acumulou em várias órbitas.

"Quando eu estava olhando para os dados, a princípio, pensei que tinha que estar errado. Foi tão chocante detectar uma pluma de água com mais de 20 vezes o tamanho da lua", disse o Dr. Villanueva.

“A pluma de água se estende – até 10.000 km (6.000 milhas) – muito além de sua região de liberação no pólo sul”.

O infográfico mostra um diagrama de Saturno, Encélado e seu toro no topo, a imagem NIRCam de Encélado no canto inferior esquerdo e os espectros do instrumento NIRSpec no canto inferior direito. Crédito da imagem: NASA / ESA / CSA / STScI / L. Hustak, STScI / G. Villanueva, Goddard Space Flight Center da NASA.

O comprimento da pluma não foi a única característica que intrigou os pesquisadores.

A taxa na qual o vapor de água está jorrando, cerca de 79 galões por segundo, também é particularmente impressionante.

"A órbita de Enceladus em torno de Saturno é relativamente rápida, apenas 33 horas. À medida que gira em torno de Saturno, a lua e seus jatos estão basicamente cuspindo água, deixando um halo, quase como um donut, em seu rastro", disse o Dr. Villanueva .

“Nas observações do Webb, não apenas a pluma era enorme, mas havia água em todos os lugares”.

"Esta rosquinha de água difusa que apareceu 'em todos os lugares', descrita como um toro, está localizada no anel E de Saturno."

As observações do Webb demonstram diretamente como as plumas de vapor de água da lua alimentam o toro.

Ao analisar os dados do Webb, os autores determinaram que cerca de 30% da água permanece dentro desse toro e os outros 70% escapam para abastecer o restante do sistema de água de Saturno.