Titã tem um vórtice polar frio e tóxico

Tita_VIMS_Cassini_291112Vórtice polar do hemisfério sul de Titã. A imagem da esquerda foi obtida pelo espetrómetro VIMS da sonda Cassini, a 29 de novembro de 2012. À direita podemos ver uma imagem em cores naturais, obtida pelo sistema de imagem da Cassini, a 25 de Julho de 2012.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASI/Universidade do Arizona/SSI/Observatório de Leiden e SRON.

Dados obtidos pela sonda Cassini revelaram que o vórtice atmosférico que paira sobre a região do pólo sul de Titã contém partículas de gelo de ácido cianídrico (HCN), um composto extremamente tóxico. A gigantesca nuvem tóxica foi observada pela primeira vez no início de 2012, logo após um dramático arrefecimento da atmosfera sobre a região.

“A descoberta sugere que a atmosfera do hemisfério sul de Titã está a arrefecer mais depressa que o que esperávamos”, afirmou Remco de Kok, investigador do Observatório de Leiden e do Instituto Holandês de Investigação Espacial, e primeiro autor do trabalho publicado ontem na revista Nature.

Ao contrário de outras luas do Sistema Solar, Titã está envolta numa densa atmosfera composta essencialmente por azoto e por pequenas quantidades de metano. Tal como a Terra, a maior lua de Saturno passa por um ciclo de estações, cada uma com uma duração aproximada de 7 anos. A mais recente mudança sazonal ocorreu em 2009, quando o verão deu lugar ao outono no hemisfério sul, e a primavera sucedeu ao inverno no hemisfério norte.

Em Maio de 2012, imagens obtidas pela sonda Cassini revelaram a presença de um gigantesco vórtice pairando acima da região do pólo sul de Titã. O fenómeno parecia estar relacionado com a recente mudança de estação. Um detalhe intrigante acerca desta estrutura é sua altitude – aproximadamente 300 quilómetros acima da superfície de Titã, uma região na atmosfera que os cientistas pensavam ser demasiado quente para que as nuvens se pudessem formar. “Realmente, não esperávamos observar uma nuvem tão massiva a uma altitude tão elevada na atmosfera”, disse de Kok.

Com o objetivo de compreenderem o que poderá ter estado na origem da misteriosa nuvem, a equipa de investigadores procurou indícios nos espetros de radiação solar refletida pela atmosfera titaniana. Usando dados obtidos pelo espetrómetro VIMS da Cassini, de Kok e colegas mapearam a distribuição de compostos químicos na superfície da nuvem. “A luz que parte do vórtice polar mostrou-nos uma diferença invulgar relativamente a outras porções da atmosfera”, explicou de Kok. “Conseguíamos ver com clareza a assinatura de moléculas de HCN congeladas.”

Na sua forma gasosa, o ácido cianídrico está presente na atmosfera titaniana apenas em quantidades vestigiais, pelo que a descoberta de partículas sólidas constituídas por esta molécula foi verdadeiramente inesperada. Em Titã, o ácido cianídrico condensa sob a forma de gelo, apenas quando a temperatura atmosférica atinge valores inferiores a -148º C. Este valor encontra-se cerca de 100º abaixo da temperatura prevista pelos modelos de circulação atmosférica para a atmosfera superior de Titã.

Para verificarem se tais temperaturas eram, de fato, possíveis, os investigadores pesquisaram as observações realizadas pelo espectrómetro CIRS da Cassini, um instrumento que mede as temperaturas atmosféricas a diferentes altitudes. Os dados mostram que o hemisfério sul de Titã tem estado a arrefecer com grande eficiência, o que tornou possível que se atingissem rapidamente as temperaturas necessárias para a formação da gigantesca nuvem sobre a região do pólo sul.

Por detrás deste rápido arrefecimento encontra-se, aparentemente, a circulação atmosférica, que tem arrastado para sul grandes quantidades de gás desde o equinócio de 2009. À medida que o ácido cianídrico aumenta a sua concentração nas latitudes mais meridionais, as suas moléculas brilham com maior intensidade na banda do infravermelho, o que provoca um efeito de arrefecimento na atmosfera em seu redor. Outro fator importante neste processo é a reduzida exposição do hemisfério sul à radiação solar, uma consequência da aproximação do solstício de inverno, que ocorrerá em 2017.

Podem encontrar mais pormenores deste trabalho aqui.

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