Çocuğun Anne ve Babayı Birbirine Bağlayıcı

Ao se analisar as condi¸c˜oes e mecanismos que fazem do planeta Terra um planeta ha- bit´avel, caracter´ısticas como estar localizado dentro da zona habit´avel, apresentar uma superf´ıcie s´olida ou l´ıquida, ter uma atmosfera capaz de proteger a superf´ıcie das radia¸c˜oes ionizantes, possuir um campo magn´etico com intensidade suficiente para proteger a at- mosfera dos ventos solares, ser geodinamicamente ativo e contar com um solvente capaz de promover rea¸c˜oes bioqu´ımicas, mostram-se essenciais. Al´em destas caracter´ısticas, a an´alise das condi¸c˜oes de habitabilidade para as exoluas deve considerar distˆancias orbitais est´aveis, ou seja, distˆancias em que tais objetos estariam protegidos dos campos gravita- cionais estelar e planet´ario (efeitos como Tidal Locking e rompimento estrutural). Por´em, essas luas podem usufruir da obten¸c˜ao de energia de fontes distintas da estelar, como por exemplo, a advinda de efeitos de mar´e ou de processos internos (que provavelmente s˜ao os respons´aveis pela manuten¸c˜ao da atmosfera densa de Tit˜a), e ainda manter v´alidas algu- mas condi¸c˜oes essenciais de habitabilidade, condi¸c˜oes essas, que devido ao seu alto grau de complexidade ser˜ao tratadas apenas parcialmente neste trabalho.

6.6 Conte´udo Vol´atil de Sat´elites Naturais Extrasolares

Acredita-se que a maior parte do conte´udo vol´atil encontrado em planetas rochosos deve ter sua origem relacionada a eventos de bombardeamento por cometas, meteoros e aster´oides (Chyba, 1990). Como observado por Williams et al. (1997), um planeta gigante formado no limite externo do disco circunstelar pode sofrer um processo de migra¸c˜ao na dire¸c˜ao de regi˜oes mais internas, mantendo est´aveis seus sat´elites. Esse conjunto de fenˆomenos pode configurar um cen´ario ideal para bombardeamentos e consequente reten¸c˜ao de volatilidades por corpos menores, ou seja, pelos sat´elites do sistema. Tal cen´ario,

144 Cap´ıtulo 6. Sat´elites Naturais Extrasolares

apesar de pouco estudado, oferece subs´ıdios para sustentar a tese de que impactos a baixas velocidades tenham sido o principal mecanismo respons´avel pela presen¸ca de atmosfera em corpos pouco massivos como Tit˜a (Griffith e Zahnle, 1995), mesmo que n˜ao explique sua manuten¸c˜ao.

H´a v´arias quest˜oes em aberto quando se argumenta a respeito do processo de forma¸c˜ao e evolu¸c˜ao dos sat´elites solares. Logo, a pesquisa desses assuntos fornece ferramentas para a compreens˜ao da forma¸c˜ao e evolu¸c˜ao dos corpos provavelmente existentes em sistemas extrasolares. Al´em disso, perguntas como: qual o mecanismo respons´avel pela manuten¸c˜ao da atmosfera densa de Tit˜a?, H´a possibilidade de haver fontes internas capazes de reali- mentar a atmosfera de um sat´elite semelhante a Tit˜a?, Qual o motivo dos sat´elites de J´upiter n˜ao terem mantido uma atmosfera?, Qual a explica¸c˜ao para a diferen¸ca de com- posi¸c˜ao entre os sat´elites do Sistema Solar?, s˜ao quest˜oes que ainda carecem de um maior entendimento.

Williams et al. (1997) sugerem que o fato de Tit˜a ter mantido sua atmosfera se deve `a sua localiza¸c˜ao e `a velocidade dos impactos sobre sua superf´ıcie, respons´aveis pela en- trega de seu conte´udo vol´atil. Esses impactos devem ter ocorrido a baixas velocidades e dentro do pequeno po¸co potencial gravitacional de Saturno, resultando uma menor eros˜ao de sua atmosfera. Essa explica¸c˜ao fortalece a hip´otese de que sat´elites orbitando planetas massivos, como J´upiter (ou maiores ), devem ter o processo de reten¸c˜ao de seus vol´ateis entregues via cometas ou meteoritos dificultado, pois a intera¸c˜ao das part´ıculas carrega- das da magnetosfera desses planetas com corpos menores, conduz ao processo de eros˜ao atmosf´erica (por meio do processo de sputtering) (vide cap´ıtulo 5). Modernamente, a mai- oria dos autores acredita que a atmosfera de Tit˜a ´e constantemente alimentada por gases provenientes de seu interior (P. Penteado, comunica¸c˜ao privada, 2012). Sat´elites que se formaram no disco protoplanet´ario localizado na parte externa da nebulosa estelar podem n˜ao necessitar da inje¸c˜ao de vol´ateis adicionais.

Um dos principais objetivos deste trabalho ´e a verifica¸c˜ao, mesmo que de forma qua- litativa, da real possibilidade de um sat´elite solar ou extrasolar reunir condi¸c˜oes m´ınimas para o desenvolvimento da vida. Assim, a aten¸c˜ao, obviamente, sempre estar´a voltada aos sat´elites do Sistema Solar. Como observado por Williams et al. (1997), sat´elites como Ganymede e Callisto, cujas densidades s˜ao de aproximadamente 1, 8 g.cm−3 _{e 1, 5}

Se¸c˜ao 6.7. Zonas de Habitabilidade de Sat´elites Naturais Extrasolares 145

g.cm−3_{, respectivamente, apresentam grande quantidade de ´agua e gelo, e uma poss´ıvel}

migra¸c˜ao para regi˜oes orbitais pr´oximas a da Terra faria com que eles abrigassem oce- anos com ´agua l´ıquida de aproximadamente 1000 km. J´a Europa e Io, com densidades de aproximadamente 3, 5 g.cm−3 _{e 3, 0 g.cm}−3_{, respectivamente, s˜ao compostos principal-}

mente por rochas. Essas composi¸c˜oes distintas devem estar relacionadas com a posi¸c˜ao de forma¸c˜ao desses sat´elites: estudos indicam que Europa, constitu´ıdo principalmente por rocha, formou-se na regi˜ao interna mais quente da nebulosa circunjoviana (Prinn e Fegley, 1981). Se essa hip´otese for verdadeira, e considerando que exoplanetas gigantes formam-se por processos semelhantes aos ocorridos no Sistema Solar, pode-se esperar que sat´elites formados na parte interna da nebulosa que circunda esses planetas sejam mais prop´ıcios a possuirem caracter´ısitcas semelhantes `as da Terra. Na busca por planetas ou luas ha- bit´aveis, espera-se encontrar, de forma idealizada, ambientes semelhantes aos terrestres. Entretanto, a observa¸c˜ao dos sat´elites do Sistema Solar mostra um conjunto de objetos com ambientes bem distintos, mas com possibilidade de abrigar organismos vivos, e por isso, interessantes do ponto de vista astrobiol´ogico.