À primeira vista, Titã, a maior lua de Saturno, e Plutão parecem ter muito pouco em comum.
Titã possui uma atmosfera mais densa que a da Terra, rios e mares de metano líquido e uma superfície constantemente modificada por processos geológicos e climáticos. Já Plutão é um mundo gelado, localizado nos confins do Sistema Solar, envolto por uma atmosfera extremamente tênue que praticamente congela sobre sua superfície durante parte de sua órbita.
Apesar dessas diferenças, observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST) revelaram que ambos escondem um mesmo mistério.
Os cientistas detectaram uma assinatura infravermelha idêntica na superfície dos dois corpos, indicando a presença de um composto químico ainda desconhecido. A descoberta sugere que processos químicos semelhantes podem estar ocorrendo em ambientes completamente diferentes.
O estudo foi liderado por Bruno Bézard, do Observatório de Paris.
Os astrônomos identificam moléculas no espaço por meio da espectroscopia, técnica que analisa os comprimentos de onda da luz absorvidos ou emitidos por cada substância.
Cada molécula possui uma espécie de “impressão digital”, permitindo sua identificação mesmo a bilhões de quilômetros de distância.
Foi justamente durante esse tipo de análise que surgiu o problema.
Ao estudar observações de Titã, realizadas pelo James Webb em novembro de 2022, Bruno Bézard encontrou uma forte absorção em um comprimento de onda específico do infravermelho.
O sinal não correspondia a nenhuma molécula conhecida presente nos bancos de dados utilizados pelos astrônomos.
Inicialmente, a equipe considerou a possibilidade de um erro instrumental.
No entanto, a mesma assinatura apareceu de forma independente em dois instrumentos diferentes do James Webb: o NIRSpec e o MIRI.
Isso praticamente descartou a hipótese de uma falha nas observações.
Sem conseguir identificar o composto em Titã, Bézard decidiu procurar a mesma assinatura em outro mundo rico em compostos orgânicos.
Ele entrou em contato com o astrônomo Emmanuel Lellouch, que havia coordenado observações de Plutão com o James Webb em maio de 2023.
O resultado foi inesperado.
A mesma assinatura espectral apareceu exatamente no mesmo comprimento de onda.
Isso indica que os dois corpos possuem um mesmo composto (ou um grupo de compostos muito semelhantes) absorvendo luz da mesma maneira.
Até agora, ninguém sabe exatamente qual substância produz esse sinal.
Uma das hipóteses mais promissoras envolve uma família de hidrocarbonetos chamada alenos.
Esses compostos apresentam bandas de absorção próximas da faixa de 5 micrômetros, exatamente onde o James Webb registrou a assinatura misteriosa.
O problema é que existem muitas moléculas diferentes dentro dessa família.
Grande parte delas nunca teve suas propriedades espectrais medidas em laboratório.
Outra possibilidade é que o composto já seja conhecido, mas que sua assinatura tenha sido alterada pela mistura com outros gelos presentes na superfície desses mundos.
Segundo os pesquisadores, ainda não existem dados laboratoriais suficientes para testar todas essas possibilidades.
Apesar do mistério, os pesquisadores fazem questão de destacar que não há qualquer evidência de vida associada a essa descoberta.
Segundo Bézard, o mais provável é que a substância seja resultado da chamada química pré-biótica, um conjunto de reações químicas capazes de produzir moléculas orgânicas complexas sem a participação de organismos vivos.
Essa química ocorre naturalmente em atmosferas ricas em nitrogênio e metano, exatamente como acontece em Titã e Plutão.
A radiação ultravioleta do Sol quebra essas moléculas simples na alta atmosfera, produzindo fragmentos altamente reativos.
Esses fragmentos se recombinam formando compostos orgânicos cada vez mais complexos.
Com o tempo, essas partículas acabam caindo lentamente sobre a superfície, como uma espécie de “neve orgânica”.
Os pesquisadores também reuniram diversas evidências de que a assinatura misteriosa não está na atmosfera, mas sim na superfície dos dois mundos.
Durante as observações de Titã, o James Webb analisou diferentes regiões do disco da lua.
O sinal era mais intenso no centro e diminuía gradualmente em direção às bordas.
Esse comportamento é exatamente o esperado para materiais localizados na superfície, já que a atmosfera passa a bloquear parte da luz quando a observação é feita em ângulos mais inclinados.
Para confirmar essa interpretação, a equipe comparou esse comportamento com o do monóxido de carbono, presente na atmosfera de Titã.
Nesse caso, a intensidade permaneceu praticamente constante em toda a imagem, mostrando que a assinatura misteriosa não se comporta como um gás atmosférico.
Plutão forneceu outra evidência importante.
Sua atmosfera é extremamente fina e incapaz de produzir uma absorção tão intensa.
Assim, a única explicação plausível é que o material esteja depositado diretamente sobre sua superfície gelada.
Para testar ainda mais essa hipótese, os cientistas analisaram observações de Ganimedes, a maior lua de Júpiter.
Ao contrário de Titã e Plutão, Ganimedes não possui uma atmosfera rica em nitrogênio e metano.
O resultado foi exatamente o esperado.
Nenhum sinal semelhante foi encontrado.
Isso fortalece a ideia de que a molécula misteriosa está diretamente ligada às reações fotoquímicas produzidas em atmosferas dominadas por esses dois gases.
Os pesquisadores esperam obter novas pistas analisando observações mais recentes do James Webb, que permitirão mapear essa assinatura química em diferentes regiões da superfície de Titã.
Isso poderá revelar se o composto está concentrado, por exemplo, nas enormes dunas orgânicas que cobrem boa parte da lua.
Mas a resposta definitiva poderá depender da missão Dragonfly, da NASA.
Com lançamento previsto para 2028 e chegada a Titã em meados da década de 2030, a aeronave robótica explorará diretamente a superfície da lua.
Embora não possua um espectrômetro infravermelho como o James Webb, a Dragonfly carregará um espectrômetro de massa, capaz de identificar a composição química das moléculas presentes no solo.
Esses dados poderão reduzir significativamente a lista de candidatos responsáveis pela assinatura misteriosa e permitir que laboratórios na Terra reproduzam essas substâncias para comparar seus espectros com as observações do James Webb.
Se isso acontecer, um dos mistérios químicos mais intrigantes do Sistema Solar poderá finalmente ser resolvido.
Sobre a Imagem: A 6sonda Cassini da NASA capturou esta imagem olhando para o polo norte de Titã, lua de Saturno. Crédito da imagem: NASA/JPL/Space Science Institute.
Link do Estudo: https://arxiv.org/abs/2606.13350