Há mais de um século, Vênus apresenta aos cientistas um problema que ainda não tem resposta. Quando observado em luz visível, o planeta possui uma aparência relativamente uniforme. No ultravioleta, porém, sua atmosfera revela extensas faixas claras e escuras que acompanham o movimento das nuvens.
As regiões escuras indicam que alguma substância presente nas nuvens está absorvendo fortemente determinados comprimentos de onda. Sua identidade nunca foi estabelecida e, por isso, ela é conhecida simplesmente como “absorvedor desconhecido de ultravioleta”.
Um novo estudo publicado na revista Astrobiology, liderado por Jan Spacek e uma equipe internacional de pesquisadores, abordou o problema de uma maneira diferente. Em vez de tentar identificar diretamente a substância, os cientistas procuraram determinar quão escuro seria o material das nuvens se ele pudesse ser coletado e analisado em laboratório.
Os resultados impõem novas restrições às possíveis explicações e mostram que o responsável precisa ser extremamente eficiente em absorver luz.
Entender a aparência das nuvens de Vênus exige separar dois fenômenos: absorção e dispersão da luz.
As partículas que compõem uma nuvem são muito pequenas e conseguem espalhar a radiação com grande eficiência. Por isso, a aparência de uma nuvem vista à distância não corresponde necessariamente à aparência que seu material teria se fosse reunido em uma amostra líquida.
Em Vênus, esse efeito é particularmente importante porque suas nuvens são formadas principalmente por gotículas de ácido sulfúrico.
Assim, determinar a capacidade real de absorção do material misterioso apenas pelo brilho observado do planeta não é simples. É necessário primeiro considerar como a luz solar interage com as partículas antes de escapar da atmosfera.
Foi justamente isso que os pesquisadores fizeram.
A equipe utilizou medições de refletância obtidas pela missão Akatsuki, da Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial, e aplicou modelos para considerar efeitos como a dispersão da luz pelas partículas, a absorção pelos gases atmosféricos e a distribuição dos tamanhos das gotículas.
A partir daí, os pesquisadores calcularam como o material se comportaria se pudesse ser analisado diretamente em uma amostra.
O resultado mostrou uma absorção particularmente intensa em torno de 375 nanômetros, na região próxima ao ultravioleta. A intensidade cai rapidamente à medida que os comprimentos de onda aumentam, chegando a uma mudança acentuada por volta de 455 nanômetros.
Esse formato do espectro é uma pista importante.
Não basta encontrar uma substância escura. O candidato precisa absorver fortemente a radiação em uma região específica e, ao mesmo tempo, reproduzir a rápida diminuição observada em comprimentos de onda maiores.
Compostos contendo ferro ou enxofre estão entre as explicações consideradas há décadas para o absorvedor de Vênus.
O novo estudo, entretanto, indica que alguns desses candidatos precisariam existir em concentrações muito elevadas dentro das gotículas para produzir a absorção necessária.
Isso cria dificuldades quando esses valores são comparados com modelos sobre a composição e as características físicas dos aerossóis venusianos.
A possibilidade de compostos orgânicos também foi analisada.
Determinadas moléculas baseadas em carbono, especialmente aquelas com estruturas conjugadas, podem ser absorvedores extremamente eficientes de luz e, portanto, poderiam alcançar a intensidade exigida pelas observações.
Mas isso cria outro problema.
As condições químicas dentro das nuvens de Vênus são extremas.
Quando compostos orgânicos relativamente simples entram em contato com ácido sulfúrico concentrado, podem sofrer uma série de reações e formar misturas complexas e muito escuras, semelhantes a alcatrão.
Essas misturas realmente absorvem muita luz. O problema é que tendem a fazê-lo em uma ampla região do espectro.
Se algo semelhante estivesse produzindo as manchas de Vênus, seria esperado um padrão de absorção mais amplo. Os dados mostram, porém, uma queda bem definida em direção a aproximadamente 455 nanômetros.
Se o responsável for realmente um composto orgânico, portanto, ele precisaria manter uma estrutura química específica nas condições das nuvens ou alcançar um equilíbrio que impeça sua transformação completa em uma mistura escura e pouco definida.
Essa característica reduz ainda mais as possibilidades.
É importante, entretanto, não confundir a presença hipotética de compostos orgânicos com evidência de vida. Em química, “orgânico” refere-se a compostos baseados em carbono e não determina se sua origem é biológica ou abiótica.
Observações remotas podem continuar restringindo as possibilidades, mas determinar definitivamente a composição do absorvedor provavelmente exigirá medições diretamente na atmosfera venusiana.
Uma das propostas para isso envolve um Nefelômetro de Autofluorescência, instrumento desenvolvido para investigar as partículas das nuvens.
A ideia é iluminar as partículas e procurar fluorescência característica que poderia indicar a presença de determinadas moléculas orgânicas complexas.
Mesmo uma eventual detecção desse tipo não demonstraria, por si só, que existe vida nas nuvens de Vênus. Processos químicos não biológicos também podem produzir moléculas orgânicas.
O primeiro passo é descobrir o que realmente está absorvendo a radiação.
Depois de mais de cem anos de observações, a identidade do absorvedor ultravioleta de Vênus continua desconhecida. O novo estudo não encerra esse mistério, mas torna mais difícil para qualquer candidato passar no teste: a substância precisa explicar não apenas quanto Vênus absorve, mas também exatamente como essa absorção muda com o comprimento de onda.
Sobre a Imagem: Visão global de Vênus a partir da sonda espacial Akatsuki. Crédito da Imagem: JAXA / ISAS / DARTS / Damia Bouic.
Link do Estudo: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/15311074261477502