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Titã (imagem de Webb - 11 de julho de 2023)
Uma equipe científica combinou dados do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA e do telescópio Keck II para observar pela primeira vez evidências de convecção de nuvens na lua Titã, de Saturno, no hemisfério norte. A maioria dos lagos e mares de Titã está localizada nesse hemisfério e provavelmente é reabastecida por chuvas ocasionais de metano e etano. O Webb também detectou uma molécula-chave contendo carbono que fornece informações sobre os processos químicos na complexa atmosfera de Titã.
Titã, a lua de Saturno, é um mundo intrigante envolto em uma névoa amarelada e nebulosa. Semelhante à da Terra, a atmosfera é composta principalmente por nitrogênio e possui condições climáticas, incluindo nuvens e chuva. Ao contrário da Terra, cujo clima é determinado pela evaporação e condensação da água, a frígida Titã tem um ciclo de metano (CH4). Ele evapora da superfície e sobe para a atmosfera, onde se condensa para formar nuvens de metano. Ocasionalmente, cai como uma chuva fria e oleosa sobre uma superfície sólida onde o gelo de água é duro como pedras.
“Titã é o único outro lugar no nosso Sistema Solar que tem clima semelhante ao da Terra, no sentido de que há nuvens e chuva na superfície”, explicou o autor principal Conor Nixon, do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland.
A equipe observou Titã em novembro de 2022 e julho de 2023 usando o Webb e um dos telescópios gêmeos terrestres WM Keck. Essas observações não apenas mostraram nuvens nas latitudes médias e altas do norte de Titã – o hemisfério onde atualmente é verão – mas também mostraram que essas nuvens aparentemente se elevam para altitudes mais elevadas ao longo do tempo. Embora estudos anteriores tenham observado convecção de nuvens em latitudes ao sul, esta é a primeira vez que evidências de tal convecção são observadas no norte. Isso é significativo porque a maioria dos lagos e mares de Titã está localizada em seu hemisfério norte e a evaporação dos lagos é uma importante fonte potencial de metano.
Na Terra, a camada mais baixa da atmosfera, ou troposfera, estende-se até uma altitude de cerca de 12 quilômetros. No entanto, em Titã, cuja gravidade mais baixa permite a expansão das camadas atmosféricas, a troposfera estende-se até cerca de 45 quilômetros. Webb e Keck usaram diferentes filtros infravermelhos para sondar diferentes profundidades na atmosfera de Titã, permitindo aos astrônomos estimar as altitudes das nuvens. A equipe científica observou nuvens que pareciam se mover para altitudes mais elevadas ao longo de vários dias, embora não tenham conseguido ver diretamente a ocorrência de precipitação.
“As observações do Webb foram feitas no final do verão setentrional de Titã, uma estação que não conseguimos observar com a missão Cassini-Huygens”, disse Thomas Cornet, da Agência Espacial Europeia, coautor do estudo. “Juntamente com as observações terrestres, o Webb está nos fornecendo novos e preciosos insights sobre a atmosfera de Titã, que esperamos poder investigar muito mais de perto no futuro, com uma possível missão da ESA para visitar o sistema de Saturno”.
Titã (imagem de Webb e Keck - 11 e 14 de julho de 2023)
Química de Titã
Titã é um objeto de alto interesse astrobiológico devido à sua complexa química orgânica (contendo carbono), apesar de sua temperatura gélida de cerca de -180 graus Celsius. Moléculas orgânicas formam a base de toda a vida na Terra, e estudá-las em um mundo como Titã pode ajudar os cientistas a compreender os processos que levaram à origem da vida na Terra.
O ingrediente básico que impulsiona grande parte da química de Titã é o metano. O metano na atmosfera de Titã é decomposto pela luz solar ou por elétrons energéticos da magnetosfera de Saturno e, em seguida, se recombina com outras moléculas para formar substâncias como o etano (C2H6), juntamente com moléculas mais complexas contendo carbono.
Os dados de Webb forneceram uma peça-chave que faltava para a nossa compreensão dos processos químicos: a detecção definitiva do radical metil CH3. Essa molécula (chamada de "radical" por possuir um elétron "livre" que não está em uma ligação química) se forma quando o metano é quebrado. A detecção dessa substância significa que os cientistas podem ver a química em ação em Titã pela primeira vez, em vez de apenas os ingredientes iniciais e os produtos finais.
“Pela primeira vez, podemos ver o bolo químico enquanto ele cresce no forno, em vez de ver apenas os ingredientes iniciais, farinha e açúcar, e depois o bolo final, coberto com glacê”, disse a coautora Stefanie Milam, do Goddard Space Flight Center.
O futuro da atmosfera de Titã
Essa química de hidrocarbonetos tem implicações de longo prazo para o futuro de Titã. Quando o metano é decomposto na atmosfera superior, parte dele se recombina para formar outras moléculas que eventualmente chegam à superfície de Titã em uma forma química ou outra, enquanto parte do hidrogênio escapa da atmosfera. Como resultado, o metano se esgotará com o tempo, a menos que haja alguma fonte para reabastecê-lo.
Um processo semelhante ocorreu em Marte, onde as moléculas de água foram quebradas e o hidrogênio resultante foi perdido para o espaço. O resultado foi o planeta seco e desértico que vemos hoje.
“Em Titã, o metano é um consumível. É possível que ele esteja sendo constantemente reabastecido e evaporando da crosta e do interior ao longo de bilhões de anos. Caso contrário, eventualmente ele desaparecerá completamente e Titã se tornará um mundo quase sem ar, de poeira e dunas”, disse Conor.
Esses dados foram coletados como parte do programa Observações de Tempo Garantido de Heidi Hammel para estudar o Sistema Solar. Os resultados foram publicados na revista Nature Astronomy.
Mais informações
O Webb é o maior e mais poderoso telescópio já lançado ao espaço. Sob um acordo de colaboração internacional, a ESA forneceu o serviço de lançamento do telescópio, utilizando o veículo de lançamento Ariane 5. Trabalhando com parceiros, a ESA foi responsável pelo desenvolvimento e qualificação das adaptações do Ariane 5 para a missão Webb e pela aquisição do serviço de lançamento pela Arianespace. A ESA também forneceu o espectrógrafo NIRSpec e 50% do instrumento de infravermelho médio MIRI , que foi projetado e construído por um consórcio de institutos europeus financiados nacionalmente (o Consórcio Europeu MIRI) em parceria com o JPL e a Universidade do Arizona.
Webb é uma parceria internacional entre a NASA, a ESA e a Agência Espacial Canadense (CSA).
Contato:
Relações com a mídia da ESA
media@esa.int
Para saber mais, acesse o link>
Fonte: Agência Espacial Eurpeia (ESA, na sigla em inglês) / Publicação 14/05/2025
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos de Economia, Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia Climatologia). Participou do curso Astrofísica Geral no nível Georges Lemaître (EAD), concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Em outubro de 2014, ingressou no projeto S'Cool Ground Observation, que integra o Projeto CERES (Clouds and Earth’s Radiant Energy System) administrado pela NASA. Posteriormente, em setembro de 2016, passou a participar do The Globe Program / NASA Globe Cloud, um programa mundial de ciência e educação com foco no monitoramento do clima terrestre.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
Livraria> https://www.orionbook.com.br/
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