Encélado (satélite)

Encélado
Características orbitais
Semieixo maior237 948 km
Excentricidade0,0045
Período orbital (sideral)1,370218 d
Velocidade orbital média12,64
Inclinação0,019
Características físicas
Diâmetro equatorial504,2
Área da superfície800 000
Massa1,08×1020
Densidade média1,61
Gravidade superficial0,012
Velocidade de escape0,241
Período de rotação sideral1 d 8 h 53 min 7 s (rotação síncrona)
Albedo1,375 ± 0,008 (geométrico)
0,99 (bond)
Atmosfera
Pressão da superfícieVestígios; assimétrica

Encélado ou Enceladus[1][2][3] é o sexto maior satélite natural de Saturno.[4] Foi descoberto em 1789 por William Herschel.[5]

Encélado possui um oceano global de água líquida sob sua superfície gelada.[6] Criovulcões no polo sul ejetam grandes jatos de vapor de água e outros voláteis como algumas partículas sólidas (cristais de gelo, NaCl, N e O contendo moléculas orgânicas,[7] etc.) para o espaço (aproximadamente 200 kg por segundo).[8] Uma parte dessa água cai de volta sobre a lua como “neve”, outra parte é adicionada aos anéis de Saturno, enquanto outra parcela atinge o planeta. Acredita-se que o anel E de Saturno foi feito a partir dessas partículas de gelo. Devido à água provavelmente estar sobre ou próxima à superfície, Encélado pode ser um dos melhores locais para que os seres humanos busquem por vida extraterrestre. Em contrapartida, a água que se acredita existir em Europa, uma lua de Júpiter, está bloqueada sob uma superfície muito grossa de gelo.

Até a passagem das duas sondas espaciais Voyager próximo a Encélado, no começo da década de 1980, muito pouco se sabia sobre essa pequena lua além da identificação de água sobre sua superfície. As Voyagers mostraram que o diâmetro de Encélado é de apenas 500 quilômetros (310 mi), aproximadamente um décimo de Titã, maior lua de Saturno, e que reflete quase toda luz solar que a atinge. A sonda Voyager 1 descobriu que Encélado orbita na parte mais densa do difuso anel E de Saturno, indicando uma possível associação entre os dois. Enquanto que a sonda Voyager 2 revelou que, apesar do pequeno tamanho da lua, Encélado possui uma grande variedade de terrenos que variam de idade, superfície cheia de jovens crateras, terreno tectonicamente deformado e com algumas regiões jovens na superfície com 100 milhões de idade. Em 2005, a sonda espacial Cassini realizou vários voos rasantes próximos a Encélado, revelando a superfície da lua e do seu meio ambiente com maior detalhe. Em especial, a sonda descobriu uma pluma de ventilação rica em água na região do polo sul. Essa descoberta, juntamente com a presença de escape de calor interno e a pouca quantidade (se houver) de crateras de impacto na região do polo sul, mostra que Encélado é geologicamente ativa nos dias de hoje. Luas nos extensivos sistemas de satélites de planetas gigantes gasosos, frequentemente, ficam presas em ressonâncias orbitais que conduzem forças para libração ou excentricidade orbital; a proximidade com Saturno pode levar ao aquecimento de maré no interior de Encélado, oferecendo uma possível explicação para a atividade.

Encélado é um dos únicos três corpos do Sistema Solar exterior, junto com Io (lua de Júpiter) com seus vulcões de enxofre e Tritão (lua de Netuno) com “gêiseres” de nitrogênio, onde é possível observar erupções ativas. As análises da liberação de gás sugere que se origina a partir de uma massa de água líquida no subsolo, o que, juntamente com a composição química original encontrada na pluma, alimentou especulações de que Encélado pode ser um local importante para estudos em astrobiologia.[9] A descoberta da pluma ainda acrescentou peso ao argumento de que o material liberado por Encélado é a fonte do anel E. Em maio de 2011, cientistas da NASA na Enceladus Focus Group Conference relataram que Encélado “está emergindo como o local mais habitável do Sistema Solar fora da Terra para a vida como a conhecemos”.[10] Em 2015, cientistas da NASA anunciaram que após dez anos de estudos das imagens e da telemetria enviada à Terra pela sonda Cassini, foi constatada a existência de um oceano global entre o núcleo rochoso e a superfície de gelo do satélite.[11] Em abril de 2017, a NASA anunciou que Encélado tem os elementos necessários para abrigar vida. Os dados que servem como base para o estudo foram coletados pela sonda Cassini, que explora Saturno e suas 62 luas.[12]

Nome

Encélado leva o nome de um gigante da mitologia grega que foi derrotado pela deusa Atena durante a gigantomaquia (a guerra dos deuses contra os gigantes) e enterrado na ilha da Sicília. O nome Encélado – como os nomes de cada um dos primeiros sete satélites de Saturno a serem descobertos – foi sugerido por John Herschel, filho de William Herschel, em sua publicação "Resultados das Observações Astronômicas realizadas no Cabo da Boa Esperança", de 1847.[13] Ele escolheu esse nome porque Saturno, conhecido na mitologia grega como Cronos, era o líder dos Titãs.

As formações geológicas de Encélado são nomeadas pela União Astronômica Internacional (IAU) de acordo com a tradução de Burton de As Mil e uma Noites.[14] As crateras de impacto são nomeadas com personagens, enquanto os outros tipos de formações, como fossae (longas e estreitas depressões), dorsa (cristas), planitia (planícies) e sulci (longas ranhuras paralelas), são nomeadas com lugares. 57 formações foram oficialmente nomeadas pela IAU: 22 dessas formações geológicas foram nomeadas em 1982, com base nos resultados da passagem da sonda Voyager, e 35 foram aprovadas em novembro de 2006, com base nos resultados de três sobrevoos da sonda Cassini, em 2005.[15]

História de observação e exploração

Encélado foi descoberto em 28 de agosto de 1789 por William Herschel. As primeiras imagens a partir de sondas em visita a Encélado foram tiradas pelas duas sondas Voyager. A Voyager 1 apenas observou a lua de longe em Dezembro de 1980, a Voyager 2, em Agosto de 1981, conseguiu tirar imagens de muito melhor resolução, revelando uma superfície jovem e uma complexidade geológica inesperada.

Para que se desvendassem os segredos de Encélado foi necessário esperar mais de vinte anos. Em 30 de Junho de 2004, a sonda Cassini chegou a Saturno para revelar os segredos do planeta, dos anéis e das suas luas.

Dadas as imagens surpreendentes da Voyager 2, Encélado foi considerado uma prioridade, e foram planejados vários sobrevoos a 1 500 km da superfície e outras oportunidades de visionamento a 100 mil quilômetros de Encélado. Até hoje, foram feitos três encontros com Encélado, que desvendaram mais segredos sobre esta lua; um dos mais surpreendentes foi a descoberta de fontes de vapor de água do pólo sul, uma zona geologicamente activa.

Na primavera de 2008, Cassini visitou novamente este pequeno mundo a apenas 350 km de distância. Os cientistas da missão colocam Encélado ao lado de Titã como uma das prioridades futuras, afirmando um deles que Saturno deu-nos dois mundos excitantes para explorar.

Características

Órbita

A órbita de Encélado em torno de Saturno, mostrando sua posição na região das luas internas de Saturno. (Apenas as maiores luas são mostradas)

Encélado é um dos maiores satélites interiores de Saturno. É o décimo quarto satélite quando se ordena pela distância do planeta e orbita dentro da parte mais densa do anel E, o mais externo dos anéis de Saturno, um disco extremamente amplo, mas muito difuso de material gelado ou poeira microscópica, iniciando na órbita de Mimas e terminando em algum lugar ao redor da órbita de Reia.

Encélado orbita Saturno a uma distância de 238 000 km do centro do planeta e 180 000 km do topo das nuvens, entre as órbitas de Mimas e Tétis, fazendo a translação em 32,9 horas (rápido o suficiente para o seu movimento ser observado ao longo de uma única noite de observação). Atualmente tem uma ressonância orbital média de 2:01 com Dione, completando duas órbitas em Saturno para cada órbita completada por Dione. Sua ressonância ajuda a manter a excentricidade orbital de Encélado (0,0047) e fornece uma fonte de aquecimento para a atividade geológica do satélite.

Como na maioria dos maiores satélites de Saturno, Encélado gira em sincronia com seu período orbital, mantendo uma face apontada para Saturno. Ao contrário da Lua da Terra, Encélado não parece fazer a libração em torno de seu eixo de rotação (mais de 1,5º). Contudo, a análise da forma de Encélado sugere que em algum momento esteve em uma libração forçada de spin-órbita secundária 1:4. Essa libração, como a ressonância com Dione, pode ter fornecido uma fonte de calor adicional.

Interação com o anel E

Brilhante e gelada pluma ejetada a mais de dezenas de milhares de quilômetros de Encélado para o anel E, realimentando-o com novas partículas

O anel E é o mais extenso e externo anel de Saturno. Porém, mesmo sendo extremamente extenso, o disco é bastante difuso de gelo ou poeira microscópica, começando na órbita de Mimas e se estendendo em torno da órbita de Réia. Embora algumas observações sugerissem que se estenda para além da órbita de Titã, fazendo-o ter uma extensão de um milhão de quilômetros. No entanto, vários modelos matemáticos mostram que tal anel é instável, com uma vida útil entre dez mil e um milhão de anos. Assim, o anel deve ser reabastecido de novas partículas. Encélado orbita dentro desse anel, em um local onde ele é mais estreito, porém, presente em sua maior densidade. Portanto, várias teorias suspeitam que Encélado seja a principal fonte de matéria para o anel E. Esta hipótese foi apoiada após os sobrevoos da sonda Cassini.

Na realidade, existem dois mecanismos distintos que alimentam o anel com novas partículas.[16] O primeiro, e provavelmente o mais importante, é a fonte de matéria que é ejetada das plumas criadas pelos criovulcões na região do polo sul de Encélado. Embora a maioria das partículas caia de volta sobre a superfície, algumas delas escapam da gravidade de Encélado e entram na órbita em torno de Saturno, já que a velocidade de escape de Encélado é de apenas 860,4 km/h. O segundo mecanismo vem do bombardeio de meteoritos em Encélado, erguendo as partículas de poeira da superfície. Este mecanismo não é único de Encélado, mas de todas as luas de Saturno que orbitam dentro do anel E.

Tamanho e forma

Ilustração para comparar o tamanho da Grã-Bretanha com o de Encélado. A lua possui apenas 505 quilômetros de diâmetro

Encélado é uma lua relativamente pequena, com um diâmetro médio de 505 quilômetros (314 milhas), apenas um sétimo do diâmetro da Lua da Terra. Em diâmetro, Encélado é pequena o suficiente para caber confortavelmente dentro do comprimento da ilha da Grã-Bretanha. Ele poderia também caber dentro do estado brasileiro do Rio Grande do Sul ou do estado norte-americano do Arizona. No entanto, como é um objeto esférico, a área de sua superfície é muito maior, porém, apenas mais de 800 000 km² (310 000 mi²), quase o mesmo que Moçambique, ou 15% maior do que o Texas.

Encélado (superior, à esquerda) em trânsito com Titã, visto pela Cassini em 5 de fevereiro de 2006. A câmera se encontrava a 4,1 milhões de quilômetros de Encélado e 5,3 milhões de quilômetros de Titã.

Sua massa e diâmetro fazem de Encélado a sexta mais massiva e largo satélite de Saturno, depois de Titã (5 150 km), Reia (1 530 km), Jápeto (1 440 km), Dione (1 120 km) e Tétis (1 050 km). Encélado é também um dos menores satélites esféricos de Saturno, pois todos os satélites menores possuem um formato irregular, exceto Mimas (390 km).

Encélado possui o formato de um elipsoide escaleno; seus diâmetros, calculados através de imagens capturas pelo ISS (Imaging Science Subsystem), instrumento da sonda Cassini, são de 513 km (a) × 503 km (b) × 497 km (c). A dimensão (a) corresponde ao lado (sempre o mesmo) virado para Saturno, (b) o diâmetro do lado voltado para a órbita, e (c) o diâmetro entre os polos.

Porção da superfície de Encélado saturada de crateras
Perspectiva de Cairo Sulci gerada usando imagens de alta resolução de Encélado, adquiridas em agosto de 2008, com 12 a 30 metros de resolução

Superfície

A Voyager 2, em agosto de 1981, foi a primeira sonda espacial a observar a superfície em detalhes. Exame do resultado do mosaico em alta resolução revelou, pelo menos, cinco tipos diferentes de terreno, incluindo várias regiões com o terreno abundante de crateras, regiões de terreno liso (jovens), e faixas de terra sulcadas próximas às áreas lisas. Além disso, as extensas fissuras lineares[17] e as escarpas foram observadas. Dada a relativa falta de crateras nas planícies, essas regiões têm, provavelmente, algumas poucas centenas de milhões de anos de idade. Assim, em Encélado deve ter ocorrido, recentemente, a atividade de “vulcanismo de água” ou outro processo que renova a superfície. O gelo que domina a paisagem de Encélado faz com que torne a sua superfície, provavelmente, a mais refletiva do Sistema Solar com um albedo geométrico de 1,38. Como reflete bastante luz solar, a temperatura média da superfície ao meio-dia chega a apenas -198 °C (um pouco mais frio que outros satélites de Saturno).

As observações durante três sobrevoos da sonda Cassini em 17 de fevereiro, 9 de março e 14 de julho de 2005 revelaram características da superfície de Encélado com muito mais detalhes do que as observadas pela Voyager 2. Por exemplo, as planícies lisas observadas pela Voyager 2 foram vistas pela Cassini como regiões livres de crateras e com vários pequenos cumes e escarpas. Muitas fraturas foram encontradas dentro do terreno crivado, sugerindo uma deformação considerável desde a formação das crateras.[18] E, finalmente, várias regiões adicionais de terreno jovem foram descobertas em áreas que não tinham sido muito bem fotografadas por qualquer sonda Voyager, como o terreno bizarro encontrado na região do polo sul.

Oceano de água

Imagem efetuada pela sonda espacial Cassini de Encélado, mostrando as fontes que ejetam um material fino que se ergue sobre a região do polo sul. A imagem foi colorida artificialmente. Cientistas acreditam que os jatos são gêiseres em erupção a partir de reservatórios subterrâneos preenchidos de água líquida com temperaturas superiores a 273 graus Kelvin (0 graus Celsius)

No final de 2008, cientistas observaram vapor de água expelido da superfície de Encélado, e, mais tarde, descobriram que esse vapor cai sobre Saturno.[19] Isso poderia indicar a presença de água líquida, como também faria de Encélado uma possível localidade para suportar vida.[20] Candice Hansen,[21] um cientista na Jet Propulsion Laboratory, da NASA, liderou uma equipe de pesquisa sobre as plumas após a descoberta que elas estariam se movendo à ~2 189 quilômetros por hora (1 360 milhas por hora). Tal velocidade é difícil de atingir, a menos que sejam líquidos. Daí, a equipe decidiu investigar a composição das plumas.[22]

Finalmente, foi descoberto que 0,5-2% da massa de 6% das partículas que formam o anel E de Saturno contém sais de sódio, o que é uma quantidade significativa. Nas partes das plumas mais próximas a Encélado, a fração de partículas “salgadas” sobe para 70% do total e >99% da massa. Tais partículas, presumidamente, são borrifos congelados do oceano salgado subterrâneo. Por outro lado, as pequenas partículas pobres em sal se formam por nucleação homogênea diretamente a partir do estado gasoso. As fontes de partículas salgadas estão distribuídas uniformemente ao longo das listras de tigre, enquanto que as fontes de partículas “frescas” estão estreitamente relacionadas com os jatos de gás de alta velocidade. As partículas “salgadas” se movem lentamente e a maioria cai de volta sobre a superfície, porém, as rápidas partículas “frescas” escapam para o anel E, explicando, assim, sua composição pobre em sal.[23] Em 2015, alguns pesquisadores notaram que o brilho geral das plumas diminuíra desde o início da missão Cassini. Primeiramente, olhando o conjunto de dados completo de 13 anos, os cientistas planetários descobriram que as plumas ficam mais brilhantes em um ciclo regular a cada quatro e onze anos, no entanto, a pluma ficou mais brilhante em 2017, então a explicação sazonal não se encaixa. Em 2018, os pesquisadores acham que as variações poderiam ser explicadas por uma lua vizinha, Dione. Toda vez que Dione e Encélado se alinham, o estresse gravitacional um sobre o outro pode forçar um pouco mais os respiradouros de Encélado, fazendo com que as plumas se tornem mais brilhantes.[24]

A composição salgada da pluma sugere fortemente que sua fonte é um oceano salgado subterrâneo ou cavernas preenchidas com água salgada.[25] Alternativas, tais como a hipótese da sublimação de clatrato, não consegue explicar a formação de partículas “salgadas”.[23] Adicionalmente, a sonda Cassini encontrou traços de compostos orgânicos em alguns grãos de poeira.[23][26] Encélado é, portanto, um candidato que pode abrigar vida extraterrestre.[27]

A presença de água líquida sob a crosta implica que há uma fonte de calor interno. Acredita-se que pode ser uma combinação de decaimento radioativo e aquecimento de maré,[28][29] já que apenas a hipótese do aquecimento de maré não é suficiente para explicar o calor.

Inicialmente controvertida na comunidade científica, a ideia de um oceano se consolidou após inúmeros estudos com dados da sonda espacial Cassini, confirmando de modo irrefutável que há um grande oceano profundo e global em Encélado.[30] Um estudo da Universidade Karlova, Praga, sugeriu os seguintes limites e dimensões da crosta e do oceano: crosta com 35 quilômetros na região equatorial e menos de cinco quilômetros no polo Sul. O assoalho oceânico estaria a 70 quilômetros abaixo da superfície e conteria 1/10 da água do Oceano Índico.[31]

Clima

Dado que Encélado reflete praticamente toda a luz que recebe do Sol, a temperatura média à superfície é de -198 °C, algo mais frio que as outras luas de Saturno. A atmosfera é uma fina cobertura composta por vapor de água, e sua maior concentração no pólo sul se deve à atividade geológica na região, que é a mais quente do satélite, com -163 °C. As listas de tigre também estão associadas à condução dos gases atmosféricos por toda a superfície do satélite. Considerando a baixa gravidade desse pequeno satélite, a atmosfera se deve exclusivamente aos vapores que saem de suas entranhas, uma vez que Encélado a perde constantemente para o espaço; portanto, há produção e perda constante de gases atmosféricos. Nessa atividade, as partículas que Encélado emite abastecem o mais externo dos anéis de Saturno.

Atmosfera

Jatos de matéria acima do polo sul de Encélado

O primeiro sobrevoo da sonda Cassini próximo a Encélado revelou que a lua possui uma atmosfera significante comparada com as outras luas de Saturno, além de Titã. Encélado não possui gravidade suficiente para manter uma atmosfera, portanto, seria necessário que a lua ficasse reabastecendo a camada de gás ao seu redor. A fonte da atmosfera pode ser o vulcanismo, gêiseres, ou os gases que escapam da superfície ou do interior do satélite.[32][33] A atmosfera de Encélado é composta de 91% de vapor de água, 4% de nitrogênio, 3,2% de dióxido de carbono e 1,7% de metano.[34]

Descoberta de amônia

Em julho de 2009 foi confirmada a descoberta de amônia em Encélado após os sobrevoos realizados pela sonda espacial Cassini em julho e outubro de 2008.[35] A sonda atravessou a pluma que é liberada por Encélado e detectou através do espectrômetro também alguns moléculas orgânicas complexas,[36] além de amônia.

A amônia impede o congelamento da água, mantendo-a em estado líquido até em baixas temperaturas de quase -100 °C. Na região de onde os jatos de vapor de água são expelidos, foram detectadas temperaturas maiores de -93 °C, o que aumenta a hipótese de que exista água líquida no interior de Encélado e que esses locais tenham maior probabilidade de abrigar vida.[37]

Características da superfície

Um mosaico de fotos em cores falsas de Encélado, destacando suas cristas, crateras de impacto e planícies

A Voyager 2 foi a primeira sonda espacial a observar a superfície de Encélado em detalhes, em agosto de 1981. O exame das imagens resultantes de mais alta resolução revelou pelo menos cinco tipos diferentes de terreno, incluindo várias regiões de terreno com crateras, regiões de terreno liso (jovem) e faixas de terreno com cristas, frequentemente margeando as áreas lisas. Extensas rachaduras lineares[38] e escarpas foram observadas. Dada a relativa falta de crateras nas planícies lisas, essas regiões provavelmente têm menos de algumas centenas de milhões de anos de idade.[39]

Sendo assim, Encélado deve ter estado ativo recentemente com "vulcanismo de água" ou outros processos que renovam a superfície.[39] O gelo fresco e limpo que domina sua superfície faz de Encélado o corpo mais reflexivo do Sistema Solar, com um albedo geométrico visual de 1,38 e um albedo de Bond bolométrico de 0,81 ± 0,04.> Por refletir tanta luz solar, sua superfície atinge apenas uma temperatura média ao meio-dia de -198 °C, um pouco mais fria do que outros satélites saturnianos.

Observações feitas durante três sobrevoos em 17 de fevereiro, 9 de março e 14 de julho de 2005 revelaram as características da superfície de Encélado em muito mais detalhes do que as observações da Voyager 2. As planícies lisas, que a Voyager 2 havia observado, revelaram-se regiões relativamente livres de crateras preenchidas com numerosas pequenas cristas e escarpas. Numerosas fraturas foram encontradas dentro do terreno mais antigo e esburacado, sugerindo que a superfície foi submetida a extensa deformação desde que as crateras se formaram.[40]

Algumas áreas não contêm crateras, indicando grandes eventos de renovação da superfície (ressurgimento) no passado geológico recente. Existem fissuras, planícies, terreno ondulado e outras deformações na crosta. Várias regiões adicionais de terreno jovem foram descobertas em áreas não tão bem mapeadas por nenhuma das sondas Voyager, como o bizarro terreno perto do polo sul. Tudo isso indica que o interior de Encélado é líquido hoje, embora devesse ter congelado há muito tempo.[39]

Neve

A superfície enceladiana é coberta por neve depositada por seus gêiseres. Ela possui várias centenas de metros de profundidade na maioria dos lugares, chegando a cerca de 700 metros em sua parte mais espessa. Sua profundidade pode ser estimada pela forma como afunda em fissuras na superfície. Para que seja tão espessa quanto é, sem estar mais compactada do que aparenta, os gêiseres devem ter sido mais ativos recentemente do que são agora.[41]

Crateras de impacto

Uma imagem em close das crateras Al-Haddar (no topo), Shahrazad (no meio) e Dunyazad (na parte inferior)

A formação de crateras de impacto é uma ocorrência comum em muitos corpos do Sistema Solar. Grande parte da superfície de Encélado está coberta por crateras em várias densidades e níveis de degradação.[42] Esta subdivisão de terrenos em crateras com base em sua densidade (e, portanto, na idade da superfície) sugere que Encélado teve sua superfície renovada em múltiplos estágios.[39]

As observações da Cassini forneceram uma visão muito mais próxima do tamanho e da distribuição das crateras, mostrando que muitas das crateras de Encélado estão fortemente degradadas através de relaxamento viscoso e fraturamento.[43] O relaxamento viscoso permite que a gravidade, em escalas de tempo geológicas, deforme crateras e outras feições topográficas formadas em gelo de água, reduzindo o relevo topográfico ao longo do tempo. A taxa na qual isso ocorre depende da temperatura do gelo: gelo mais quente é mais fácil de se deformar do que gelo mais frio e rígido. Crateras relaxadas viscosamente tendem a ter fundos em forma de cúpula, ou são reconhecidas como crateras apenas por uma borda circular elevada. A cratera Dunyazad é um excelente exemplo de uma cratera relaxada viscosamente em Encélado, possuindo um proeminente fundo em cúpula.[44]

Características tectônicas

Uma vista em close das cristas de Encélado

A Voyager 2 encontrou vários tipos de características tectônicas em Encélado, incluindo fossas, escarpas e cinturões de sulcos e cristas. Os resultados da Cassini sugerem que a tectônica é o modo dominante de deformação em Encélado, incluindo fendas (rifts), um dos tipos mais dramáticos de características tectônicas que foram notados. Esses cânions podem ter até 200 km de comprimento, 5 a 10 km de largura e 1 km de profundidade. Tais características são geologicamente jovens, pois cortam outras características tectônicas e possuem um relevo topográfico acentuado, com afloramentos proeminentes ao longo das faces dos penhascos.[45]

Evidências de tectônica em Encélado também são derivadas do terreno sulcado, que consiste em faixas de sulcos e cristas curvilíneas. Essas faixas, descobertas inicialmente pela Voyager 2, frequentemente separam planícies lisas de regiões com crateras. Terrenos sulcados como os Samarkand Sulci lembram o terreno sulcado visto em Ganimedes. Ao contrário daqueles, a topografia sulcada em Encélado é geralmente mais complexa. Em vez de conjuntos paralelos de sulcos, essas faixas muitas vezes aparecem como bandas de feições grosseiramente alinhadas, em forma de V (chevron).[43]

Em outras áreas, essas faixas se curvam para cima com fraturas e cristas percorrendo a extensão da feição. As observações da Cassini em Samarkand Sulci revelaram manchas escuras (de 125 e 750 m de largura) localizadas paralelamente às fraturas estreitas. Atualmente, essas manchas são interpretadas como poços de colapso dentro desses cinturões de planícies com cristas.[43]

Além de fraturas profundas e faixas sulcadas, Encélado possui vários outros tipos de terreno tectônico. Muitas dessas fraturas são encontradas em faixas que cortam terrenos com crateras. Essas fraturas provavelmente se propagam para baixo penetrando apenas algumas centenas de metros na crosta. Muitas provavelmente foram influenciadas durante sua formação pelo regolito enfraquecido produzido por crateras de impacto, muitas vezes mudando a direção do ataque da fratura em propagação.[43][46]

Outro exemplo de características tectônicas em Encélado são os sulcos lineares encontrados primeiro pela Voyager 2 e vistos em uma resolução muito maior pela Cassini. Esses sulcos lineares podem ser vistos cortando outros tipos de terreno, como os cinturões de sulcos e cristas. Como as fendas profundas, eles estão entre as características mais jovens de Encélado. No entanto, alguns sulcos lineares foram suavizados, assim como as crateras próximas, sugerindo que são mais antigos. Cristas também foram observadas em Encélado, embora não na mesma extensão e magnitude que as vistas em Europa. Essas cristas são relativamente limitadas em extensão e têm até um quilômetro de altura. Cúpulas de um quilômetro de altura também foram observadas.[43] Dado o nível de renovação da superfície encontrado em Encélado, é evidente que o movimento tectônico tem sido um importante impulsionador da geologia na maior parte da sua história.[45]

Planícies lisas

Duas regiões de planícies lisas foram observadas pela Voyager 2. Elas geralmente têm baixo relevo e muito menos crateras do que nos terrenos acidentados, indicando uma idade de superfície relativamente jovem.[42] Em uma dessas planícies, a Sarandib Planitia, nenhuma cratera de impacto era visível até o limite de resolução. Outra região de planícies lisas a sudoeste de Sarandib é entrecruzada por várias fossas e escarpas. A Cassini, desde então, observou essas planícies lisas, como a Sarandib Planitia e a Diyar Planitia, em uma resolução muito maior. As imagens da Cassini mostram essas regiões preenchidas com cristas de baixo relevo e fraturas, provavelmente causadas por deformação de cisalhamento.[43] As imagens de alta resolução da Sarandib Planitia revelaram algumas pequenas crateras de impacto, o que permite estimar a idade da superfície em 170 milhões de anos ou 3,7 bilhões de anos, dependendo da população presumida de impactadores.

A ampla cobertura da superfície fornecida pela Cassini permitiu a identificação de regiões adicionais de planícies lisas, particularmente no hemisfério principal de Encélado (o lado da lua que fica voltado para a direção do seu movimento enquanto orbita Saturno). Em vez de estar coberta por cristas de baixo relevo, esta região é coberta por inúmeros conjuntos cruzados de fossas e cristas, de forma semelhante à deformação vista na região polar sul. Essa área fica no lado oposto de Encélado em relação a Sarandib e Diyar Planitiae, sugerindo que o posicionamento dessas regiões é influenciado pelas marés de Saturno em Encélado.[47]

Região polar sul

Um atlas do quadrângulo do polo sul de Encélado, que é dominado pelas listras de tigre

Imagens tiradas pela Cassini durante o sobrevoo em 14 de julho de 2005 revelaram uma região distinta e tectonicamente deformada ao redor do polo sul de Encélado. Esta área, que se estende até a latitude de 60° sul, é coberta por cristas e fraturas tectônicas.[48] A área tem poucas crateras de impacto de tamanho considerável, sugerindo que se trata da superfície mais jovem de Encélado e de qualquer um dos satélites de gelo de tamanho médio no sistema. A modelagem da taxa de formação de crateras sugere que algumas regiões desse terreno polar sul podem ter apenas 500.000 anos de idade ou menos.

Perto do centro deste terreno existem quatro fraturas delimitadas por cristas, chamadas não oficialmente de "listras de tigre".[49] Elas parecem ser as características mais jovens da região e estão rodeadas por gelo de água de granulação grossa e de cor verde-menta (visto assim em imagens de cores falsas de UV, verde e infravermelho próximo), detectável também em outras partes da superfície, nos afloramentos e nas paredes de fratura.[48] Aqui, o gelo "azul" encontra-se sobre uma superfície plana, indicando que a região é jovem o suficiente para não ter sido revestida por um manto de gelo de água de granulação fina proveniente do anel E.[50]

Resultados do instrumento Espectrômetro de Mapeamento Visual e Infravermelho (VIMS) sugerem que o material de cor verde em torno das listras de tigre é quimicamente distinto do resto da superfície de Encélado. O VIMS detectou gelo de água cristalina nas listras, o que sugere que elas são muito jovens (provavelmente com menos de 1.000 anos de idade) ou que o gelo de sua superfície foi termicamente alterado num passado recente.[50] O VIMS também detectou compostos orgânicos simples (contendo carbono) nas listras, uma química que até agora não foi encontrada em nenhum outro local de Encélado.[51]

Uma dessas áreas de gelo "azul" na região polar sul foi observada em alta resolução durante o sobrevoo de 14 de julho de 2005, revelando uma área de extrema deformação tectônica e terreno em blocos, com certas áreas cobertas por rochas (matacões) de 10 a 100 m de largura.[52]

A fronteira da região polar sul é marcada por um padrão de cristas e vales paralelos em formato de Y e V. A forma, a orientação e a localização dessas feições sugerem que elas são causadas por mudanças na forma geral de Encélado. Em 2006, existiam duas teorias principais para o que poderia causar tal alteração em sua forma: a órbita de Encélado pode ter migrado para o interior, ocasionando um aumento em sua taxa de rotação. Tal deslocamento levaria a uma forma mais oblata; ou uma massa ascendente de material morno e de baixa densidade no interior da lua pode ter levado a uma mudança na localização do atual terreno polar sul, migrando das latitudes médias do sul em direção ao exato polo sul geográfico.[47]

Consequentemente, o formato elipsoide da lua teria se ajustado para corresponder à nova orientação. Um problema com a hipótese do achatamento polar é que ambas as regiões polares deveriam apresentar históricos de deformação tectônica semelhantes.No entanto, a região polar norte é densamente coberta por crateras e tem uma idade de superfície consideravelmente mais antiga do que o polo sul.[42] Variações na espessura da litosfera de Encélado são uma das possíveis explicações para essa discrepância. Variações na espessura litosférica são respaldadas pela correlação entre as descontinuidades em forma de Y e as cúspides em forma de V ao longo da margem do terreno do polo sul, bem como a idade de superfície relativa das áreas adjacentes (terrenos não-polares sul). As descontinuidades em forma de Y e as fraturas de tensão de orientação norte-sul para as quais elas levam estão correlacionadas com terrenos mais jovens dotados de litosferas presumivelmente mais delgadas. Já as cúspides em forma de V estão adjacentes a terrenos mais antigos, mais fortemente esburacados por crateras.

Plumas do polo sul

Um panorama das plumas de Encélado feito pela sonda Cassini

Após os encontros da Voyager com Encélado no início da década de 1980, os cientistas postularam que ele era geologicamente ativo com base em sua superfície jovem e reflexiva e em sua localização próxima ao núcleo do anel E. Devido a essa conexão entre Encélado e o anel E, suspeitava-se que a lua seria a fonte do material no anel E, talvez através da ventilação ou erupção de vapor de água. O primeiro registro visual da Cassini de uma pluma de partículas de gelo acima do polo sul de Encélado ocorreu por imagens do Subsistema de Ciência de Imagens (ISS) obtidas em janeiro e fevereiro de 2005, embora a possibilidade de ser um mero artefato nas câmeras tenha atrasado um anúncio oficial.

Dados do instrumento magnetômetro durante o encontro de 17 de fevereiro de 2005 forneceram as primeiras evidências de uma atmosfera planetária. O magnetômetro observou uma deflexão ou "drapeamento" do campo magnético, que era consistente com a ionização local de gás neutro. Durante os dois encontros seguintes, a equipe do magnetômetro determinou que os gases na atmosfera de Encélado concentram-se sobre a região polar sul, com a densidade atmosférica decaindo a níveis muito baixos para longe do polo. Ao contrário do magnetômetro, o Espectrógrafo de Imagens Ultravioleta (UVIS) não detectou uma atmosfera acima de Encélado durante o encontro de fevereiro quando apontado para a região equatorial, mas detectou vapor de água durante uma ocultação focada na região polar sul durante o encontro de julho. A Cassini voou através desta nuvem de gás em alguns de seus encontros, permitindo que instrumentos como o espectrômetro de massas iônicas e neutras (INMS) e o analisador de poeira cósmica (CDA) fizessem uma amostragem direta da pluma. As imagens de novembro de 2005 revelaram de vez a estrutura fina da pluma, apresentando a presença de numerosos jatos (provavelmente saindo de vários respiradouros distintos) incorporados a um componente maior e mais fraco que se estende por quase 500 km acima da superfície. As partículas viajam a uma velocidade geral em massa de 1,25 ± 0,1 km/s,[53] chegando a uma velocidade máxima observada de 3,40 km/s.[54] O UVIS da Cassini posteriormente observou jatos de gás que coincidiam com os jatos de poeira capturados pelo ISS durante um encontro não direcionado em outubro de 2007.

A análise combinada de imagens, espectrometria de massas e dados magnetosféricos apontou que a pluma polar sul emana de câmaras subterrâneas pressurizadas, que atuam de forma análoga a gêiseres ou fumarolas na Terra. As fumarolas constituem a analogia mais exata, dado que a emissão periódica ou episódica é a propriedade inerente que define os gêiseres. As plumas de Encélado foram flagradas de maneira contínua com variações num fator de poucos multiplicadores. Acredita-se que o mecanismo que atua para impulsionar e sustentar as erupções de material seja o aquecimento gerado pela força de marés.[55]

A força na erupção dos jatos varia significativamente em função do deslocamento na órbita de Encélado. As plumas brilham quase quatro vezes mais com Encélado no apoastro (o ponto em sua órbita mais isolado e afastado de Saturno) do que com a lua adentrando a etapa de periastro.[56][57][58] A constatação sustenta os cálculos na área da geofísica cuja previsão dita que as fraturas de listras polares ao sul ficam estranguladas sob tensão de fechamento nas vizinhanças do periastro e tendem a uma abertura no período em que a lua passa no seu limite no apoastro.[59] A tectônica de falhas transcorrentes também pode promover extensões localizadas ao longo de zonas transtracionais alternadas (movimentação horizontal de blocos de rocha laterais esquerdo e direito, ex: bacias pull-apart) sobre o domínio de Listras de Tigre, atuando na regulação da atividade propulsora dos jatos nestas faixas do terreno.[60]

Boa parte da manifestação na vida ativa da referida pluma reside ou traduz-se em jorramentos dispersos e em formatações lembrando a moldura do drapejado de amplas e sucessivas cortinas em erupção. Ilusões visuais em função direta entre a linha da visibilidade na captura e as deformações associadas à geometria na refração local figuraram-se num princípio enganoso no modelo inicial de entendimento segundo o qual as amostras se formavam como jorramentos individuais na configuração dos ditos jatos em discreto pendor.[61][62][63]

A exata proporção atinente às taxas na qual o nível do criovulcanismo de fato assinala a sua ocorrência trata de temática em foco sujeito aos patamares de debate à escala de compreensão científica. O caso inerente sob os processos avistados e analisados em Encélado suscita ou sugere os preceitos do evento criovulcânico estarem ligados aos preceitos segundo o qual fendas alagadas de conteúdo aquático veem-se presas sob quadros na exposição constante ou frequente defronte ao hiato atmosférico (o vácuo imperativo fora das crostas sob efeito nas exposições ditadas sob as alçadas no efeito tensionante do abrir face aos referidos efeitos das aludidas forças atreladas às marés na atração satelitar).[59][64][65]

Vida em Encélado

A sonda Cassini parece ter encontrado provas da existência de reservatórios de água líquida que entra em erupção ao estilo de géisers (que podem atingir mais de cem metros de altitude devida à reduzida força gravitacional). A existência deste tipo de atividade geológica num mundo tão pequeno e frio acrescenta significativamente o número de habitats com capacidade de sustentar organismos vivos no sistema solar.

Outras luas do sistema solar, tais como Europa ou Ganímedes, têm oceanos de água líquida por baixo de quilômetros de uma crosta gelada. No entanto, no caso de Encélado, existem bolsas de água a poucos metros da superfície.

No dia 24 de junho de 2009, cientistas britânicos e alemães das universidades de Potsdam e Leicester anunciaram a confirmação da descoberta de um oceano salgado oculto sob a superfície do polo sul do satélite. A descoberta foi baseada em estudos fornecidos através das pesquisas e fotografias realizadas pela sonda Cassini, que, em 2005, durante sobrevoo de Encélado, descobriu gêiseres de vapor e gás e pequenas partículas de gelo, contendo quantidade considerável de sais de sódio, lançadas a centenas de quilômetros no espaço.[66]

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Ligações externas

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