Ceres está localizado no cinturão de asteroides, que fica entre Marte e Júpiter. A nave espacial Dawn da NASA mostrou aos cientistas imagens extraordinárias de Ceres, antes da missão terminar em outubro de 2018, o orbitador havia mergulhado para cerca de 35 quilômetros acima da superfície do planeta anão, revelando detalhes nítidos das misteriosas regiões brilhantes.

Os cientistas descobriram que as áreas brilhantes eram feitos principalmente de carbonato de sódio – um composto de sódio, carbono e oxigênio. Eles provavelmente vieram de um líquido que se infiltrou na superfície e evaporou, deixando para trás uma crosta de sal altamente reflexiva. Mas o que eles ainda não haviam determinado era de onde vinha aquele líquido.

Ao analisar os dados coletados perto do final da missão, os cientistas da Dawn concluíram que o líquido veio de um reservatório profundo de salmoura, ou água enriquecida com sal. Ao estudar a gravidade de Ceres, os cientistas aprenderam mais sobre a estrutura interna do planeta anão e foram capazes de determinar que o reservatório de salmoura tem cerca de 40 quilômetros de profundidade e centenas de milhas de largura.

Ceres não se beneficia do aquecimento interno gerado por interações gravitacionais com um grande planeta, como é o caso de alguns satélites gelados do Sistema Solar externo. Mas a nova pesquisa, que se concentra na cratera Occator de Ceres com 92 quilômetros de largura – lar das áreas brilhantes mais extensas – confirma que Ceres é um mundo rico em água como esses outros corpos gelados.

“Dawn realizou muito mais do que esperávamos quando embarcou em sua extraordinária expedição extraterrestre”, disse o diretor da missão Marc Rayman, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. “Essas novas e empolgantes descobertas do final de sua longa e produtiva missão são um tributo maravilhoso a este notável explorador interplanetário.”

Muito antes de Dawn chegar a Ceres em 2015, os cientistas com telescópios notaram regiões brilhantes difusas, mas sua natureza era desconhecida. De sua órbita próxima, Dawn capturou imagens de duas áreas distintas e altamente reflexivas dentro da Cratera Occator, que foram posteriormente denominadas Cerealia Facula e Vinalia Faculae. (“Faculae” significa áreas claras.)

Os cientistas sabiam que os micrometeoritos frequentemente atingem a superfície de Ceres, tornando-a áspera e deixando resíduos. Com o tempo, esse tipo de ação deve escurecer essas áreas brilhantes. Portanto, seu brilho indica que provavelmente são jovens. Tentar entender a origem das áreas e como o material poderia ser tão novo foi o foco principal da missão estendida final de Dawn, de 2017 a 2018.

A pesquisa não apenas confirmou que as regiões brilhantes são jovens – algumas com menos de 2 milhões de anos; também descobriu que a atividade geológica que impulsiona esses depósitos pode estar em andamento. Esta conclusão dependeu de cientistas fazerem uma descoberta importante: compostos de sal (cloreto de sódio quimicamente ligado com água e cloreto de amônia) concentrados em Cerealia Facula.

Na superfície de Ceres, os sais contendo água desidratam rapidamente, em centenas de anos. Mas as medições da sonda Dawn mostram que eles ainda têm água, então os fluidos devem ter chegado à superfície muito recentemente. Esta é uma evidência da presença de líquido abaixo da região da Cratera Occator e da transferência contínua de material do interior profundo para a superfície.

Os cientistas descobriram duas vias principais que permitem que os líquidos cheguem à superfície. “Para o grande depósito em Cerealia Facula, a maior parte dos sais foi fornecida por uma área lamacenta logo abaixo da superfície que foi derretida pelo calor do impacto que formou a cratera há cerca de 20 milhões de anos”, disse a investigadora principal da Dawn, Carol Raymond . “O calor do impacto diminuiu depois de alguns milhões de anos; no entanto, o impacto também criou grandes fraturas que poderiam atingir o reservatório profundo e de vida longa, permitindo que a salmoura continuasse se infiltrando na superfície.”

No Sistema Solar, a atividade geológica gelada acontece principalmente em satélites gelados, essas atividades são impulsionadas pelas interações gravitacionais com seus planetas. Porém esse não é o caso com o movimento de salmouras para a superfície de Ceres, sugerindo que outros grandes corpos ricos em gelo que não são satélites naturais também podem estar ativos.

Algumas evidências de líquidos recentes na Cratera Occator vêm de depósitos brilhantes, mas outras pistas vêm de uma variedade de colinas cônicas como as da Terra, pequenas montanhas de gelo em regiões polares formadas por água subterrânea pressurizada congelada. Essas características foram encontradas em Marte, mas a descoberta delas em Ceres marca a primeira vez que foram observadas em um planeta anão.

Em uma escala maior, os cientistas foram capazes de mapear a densidade da estrutura da crosta de Ceres em função da profundidade, a primeira para um corpo planetário rico em gelo. Usando medições de gravidade, eles descobriram que a densidade crustal de Ceres aumenta significativamente com a profundidade, muito além do simples efeito da pressão. Os pesquisadores inferiram que, ao mesmo tempo que o reservatório de Ceres está congelando, sal e lama estão se incorporando à parte inferior da crosta.

A espaçonave Dawn orbitou o planeta anão Ceres e o gigantesco asteroide Vesta, graças ao seu eficiente sistema de propulsão iônica. Quando a espaçonave usou todo o seu combustível fundamental, a hidrazina, para um sistema que controla sua orientação, ela não foi capaz de apontar para a Terra para se comunicar, nem apontar seus painéis solares para o Sol para produzir energia elétrica. Como foi descoberto que Ceres tem materiais orgânicos em sua superfície e líquido abaixo da superfície, devido às regras de proteção planetária, Dawn foi colocada em uma órbita de longa duração que a impede de impactar com o planeta anão por décadas.

As descobertas, que também revelam a extensão da atividade geológica na cratera Occator, foram publicadas em uma coleção especial de artigos pela Nature Astronomy, Nature Geoscience e Nature Communications em 10 de agosto de 2020.

https://www.nasa.gov/feature/jpl/mystery-solved-bright-areas-on-ceres-come-from-salty-water-below