Experimentos em laboratórios da NASA sugerem que o material escuro que reveste algumas feições geológicas da lua de Júpiter Europa é provavelmente sal marinho proveniente de um oceano em subsuperfície, descolorido pela exposição à radiação. A presença do sal marinho na superfície de Europa sugere que o oceano está interagindo com seu assoalho rochoso – uma importante consideração em determinar se a lua congelada pode ou não suportar a vida.
"Nós temos muitas questões sobre Europa, a mais importante e difícil para responder é se existe vida? Pesquisas como essa são importantes, pois elas focam em questões que nós podemos definitivamente responder, como se Europa é ou não habitável", disse Curt Niebur, cientista do Outer Planets Program na sede da NASA em Washington. "Uma vez que tenhamos essas respostas, nós podemos atingir questões maiores sobre a vida no oceano localizado abaixo da concha de gelo de Europa".
Por mais de uma década, os cientistas se perguntaram sobre a natureza do material escuro que cobre as longas e lineares fraturas além de outras feições geológicas relativamente jovens na superfície de Europa. Sua associação com terrenos jovens sugere que o material foi formado pela erupção de dentro de Europa, mas com dados limitados disponíveis, a composição química do material ainda permanece elusiva.
"Se é apenas sal do oceano abaixo, isso seria uma simples e elegante solução, para o material escuro e misterioso", disse o líder da pesquisa Kevin Hand, um cientista planetário no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia.
Uma certeza é que Europa é bombardeada pela radiação criada pelo poderoso campo magnético de Júpiter. Os elétrons e os íons chegam na superfície da lua com a intensidade de um acelerador de partículas. As teorias propostas para explicar a natureza do material escuro incluem essa radiação como uma parte provável do processo que a criou.
Estudos prévios usando dados da sonda Galileo da NASA, e de vários outros telescópios, atribuíram as descolorações na superfície de Europa para compostos contendo enxofre e magnésio. Enquanto que o enxofre processado pela radiação é responsável por algumas das cores em Europa, os novos experimentos revelam que o sal irradiado poderia explicar a cor dentro das regiões mais jovens da superfície da lua.
Para identificar o material escuro, Hand e seu co-autor Robert Carlson, também no JPL, criaram uma simulação de um pedaço da superfície de Europa, num laboratório de teste para poder acessar as possíveis substâncias candidatas. Para cada material eles coletaram o espectro – que são como impressões digitais químicas – codificadas na luz refletida pelos compostos.
"Nós chamamos de nossa Europa numa lata", disse Hand. "O laboratório imita as condições na superfície da Europa em termos de temperatura, pressão e exposição à radiação. O espectro desses materiais pode então ser comparado àqueles coletados pelas sondas e pelos telescópios".
Para essa pesquisa particular, os cientistas testaram amostras de sal comum – cloreto de sódio – juntamente com misturas de sal e água, em uma câmara de vácuo com as temperaturas congelantes de Europa de -173 graus Celsius. Eles então bombardearam as amostras salgadas com um feixe de elétrons para simular a intensa radiação na superfície da lua.
Após algumas dezenas de horas de exposição nesse ambiente hostil, que corresponde a século em Europa, as amostras de sal, que estavam inicialmente brancas, como o sal de cozinha, ficaram com uma coloração marrom amarelada, similar às feições encontradas na lua congelada. Os pesquisadores encontraram que a cor dessas amostras, como medidas em seu espectro, mostraram uma forte semelhança com as cores dentro das fraturas de Europa que foram imageadas pela missão Galileo da NASA.
"Esse trabalho nos diz que as assinaturas químicas do cloreto de sódio bombardeado pela radiação estão de acordo com os dados das sondas para o material misterioso de Europa", disse Hand.
Adicionalmente, quanto mais tempo as amostras ficaram expostas à radiação, elas ficaram mais escuras. Hand acredita que os cientistas poderiam usar esse tipo de variação de cor para ajudar a determinar as idades das feições geológicas e do material ejetado de qualquer pluma que possa existir em Europa.
Observações prévias realizadas com telescópios mostraram pistas tentadoras das feições espectrais vistas pelos pesquisadores nos sais irradiados. Mas nenhum telescópio perto da Terra ou na própria Terra podem observar Europa com um poder de resolução alto o suficiente para identificar as feições com certeza. Os pesquisadores sugerem que isso poderia ser realizado por observações futuras, com sondas que visitassem Europa.
O JPL construiu e gerenciou a missão Galileo da NASA para o Science Mission Directorate da agência em Washington, e está desenvolvendo o conceito para uma futura missão para Europa. O Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, gerencia o JPL para a NASA.