Descoberta inédita em Caronte revelou moléculas congeladas que ajudam a investigar como mundos distantes se formaram e evoluíram no Cinturão de Kuiper, região além de Netuno capaz de preservar registros químicos antigos da história do Sistema Solar.
O Telescópio Espacial James Webb identificou dióxido de carbono e peróxido de hidrogênio congelados na superfície de Caronte, a maior lua de Plutão, em uma descoberta publicada na revista Nature Communications.
A detecção amplia o inventário químico conhecido desse mundo gelado e oferece novos dados para investigar a formação e a evolução de corpos do Cinturão de Kuiper.
Obtida por meio do instrumento NIRSpec, o espectrógrafo de infravermelho próximo do James Webb, a descoberta analisou a luz refletida pela superfície de Caronte em comprimentos de onda que chegam a 5,2 micrômetros.
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Esse alcance supera o limite de 2,5 micrômetros das observações anteriores e permitiu identificar sinais químicos que ainda não haviam sido vistos nessa lua distante.
James Webb identifica compostos congelados em Caronte
No hemisfério norte de Caronte, os pesquisadores confirmaram a presença dos dois compostos congelados.
Antes desse resultado, observações feitas a partir da Terra e do espaço já haviam indicado água cristalina congelada, substâncias associadas à amônia e materiais escurecidos semelhantes a tolinas, compostos orgânicos produzidos por processos químicos prolongados.
Classificada como um objeto transnetuniano de porte intermediário, Caronte também se destaca por ter mapeamento geológico obtido pela missão New Horizons.
Ao contrário de corpos maiores além de Netuno, como Plutão, Eris e Makemake, sua superfície não é dominada por gelos hipervoláteis, o que facilita a leitura de sinais químicos preservados no gelo.
Por essa característica, a lua se tornou um alvo relevante para estudos sobre diferenciação, radiação e crateramento no Cinturão de Kuiper.
A análise da composição de superfícies desse tipo pode revelar compostos comuns em diferentes regiões da nebulosa solar, ambiente de gás e poeira que deu origem ao Sistema Solar.
Dióxido de carbono exposto por impactos no gelo
Em Caronte, o dióxido de carbono detectado pelo James Webb aparece em forma cristalina pura e, possivelmente, misturado a outros materiais na superfície.
A interpretação preferida dos pesquisadores aponta que o composto tenha origem no interior da lua e tenha sido exposto por impactos que abriram crateras no gelo.
Silvia Protopapa, cientista do Southwest Research Institute e autora principal do estudo, afirmou que essa camada superior de dióxido de carbono provavelmente veio do interior e foi revelada por eventos de crateramento.
A pesquisadora também observou que o composto já era conhecido em regiões do disco protoplanetário onde o sistema de Plutão se formou.
Essa interpretação não transforma Caronte em uma resposta definitiva sobre a origem dos planetas, mas acrescenta uma peça importante ao quebra-cabeça científico.
Ao comparar mundos gelados, luas e pequenos corpos, a composição da lua ajuda a rastrear materiais antigos preservados em regiões frias e distantes do Sol.
Peróxido de hidrogênio revela química ativa na superfície
Além do dióxido de carbono, a presença de peróxido de hidrogênio indica que a superfície rica em água congelada sofre alteração causada por luz ultravioleta solar, partículas do vento solar e raios cósmicos galácticos.
Esse composto se forma quando moléculas de água são quebradas por íons, elétrons ou fótons, permitindo novas combinações entre hidrogênio e oxigênio.
Com esse resultado, Caronte deixa de ser apenas um bloco congelado preservado desde a juventude do Sistema Solar.
Mesmo em uma região extremamente fria e distante, sua superfície continua sendo modificada lentamente por radiação, impactos e interações químicas acumuladas ao longo de bilhões de anos.
Para comparar os sinais vistos pelo telescópio, os pesquisadores recorreram a experimentos de laboratório com materiais irradiados em condições semelhantes às esperadas em Caronte.
Ujjwal Raut, pesquisador do Southwest Research Institute, afirmou que os testes no laboratório CLASSE ajudaram a demonstrar a formação de peróxido de hidrogênio em misturas de dióxido de carbono e água congelada.
Cinturão de Kuiper guarda registros antigos do Sistema Solar
Mais do que a presença isolada de duas moléculas, a descoberta chama atenção pelo conjunto de processos revelados por elas.
Enquanto o dióxido de carbono aponta para materiais internos ou antigos expostos por impactos, o peróxido de hidrogênio funciona como indício de transformação contínua da água congelada por radiação.
O estudo também reforça o papel do James Webb na investigação de corpos pequenos e distantes do Sistema Solar.
Ian Wong, cientista do Space Telescope Science Institute e coautor do artigo, afirmou que a capacidade observacional do telescópio permitiu explorar a luz espalhada pela superfície de Caronte em comprimentos de onda antes inacessíveis.
A interpretação apresentada pelos cientistas se apoia na combinação entre observações espaciais, modelos espectrais e experimentos de laboratório.
Ainda assim, os próprios autores tratam algumas origens do dióxido de carbono como possibilidades em análise, sem transformar hipóteses científicas em certezas absolutas.
Caronte ajuda a comparar mundos além de Netuno
Entre os corpos médios localizados além de Netuno, Caronte funciona como uma referência para estudos comparativos.
Sua superfície preserva marcas de impactos, sinais de gelo de água, materiais escurecidos e compostos produzidos ou revelados por processos físicos que também podem ocorrer em objetos parecidos do Cinturão de Kuiper.
Embora não mude sozinha o que a ciência sabe sobre a origem dos planetas, a descoberta oferece dados novos para refinar modelos sobre a formação de mundos gelados.
Ao revelar moléculas antes invisíveis em Caronte, o James Webb mostrou que objetos distantes ainda podem guardar registros químicos decisivos para entender a história do Sistema Solar.
Se uma lua congelada de Plutão ainda preserva sinais tão antigos e, ao mesmo tempo, tão alterados pela radiação espacial, que outras pistas podem estar escondidas nos pequenos mundos além de Netuno?
