Io: a lua vulcânica de Júpiter um dia vai ficar inerte

A massa gigante de Júpiter somada a pequena distância orbital de Io, expõe esta lua a intensas forças gravitacionais. Estas forças constantemente deformam a Io, gerando a energia que alimenta o seu vulcanismo. Crédito: V. Lainey/IMCCE – Observatório de Paris

Io parece estar próximo do equilíbrio térmico, de acordo com o estudo publicado na revista Nature. Se essa nova tese estiver correta esta lua infernal tornar-se-á livre do jugo jupteriano e assim perderá seu esplendor vulcânico.

Io, a lua vulcânica de Júpiter, o planemo mais ativo do Sistema Solar acaba de receber uma ‘sentença de morte’. Um novo estudo, que analisou mais de 100 anos de observações, sugere que Io, cuja superfície está recheada de vulcões ativos, vai ficar inerte futuramente.

Io tem aproximadamente o mesmo tamanho da nossa Lua e é o satélite mais próximo de seu planeta dos 4 grandes satélites de Júpiter. Io apresenta atividade vulcânica intensa, coberto por fluxos de lava e dúzias de vulcões ativos.

Cabo de guerra gravitacional…

Esta atividade frenética deriva do fato dessa lua galileana viajar em um percurso excêntrico em volta de Júpiter e por isso sente a gravidade do planeta gigante com diferentes níveis de intensidade ao longo da sua órbita. Esta variação da força gravitacional faz com que o seu corpo se deforme, produzindo bojos que se movem pela superfície, para cima e para baixo, bojos estes que atingem cerca de até 10 metros por órbita. Isto gera calor que alimenta o vulcanismo da lua.

Mas de acordo com um estudo liderado por Valéry Lainey do Observatório de Paris, França, não será sempre assim.

Se Io fosse o único satélite de Júpiter, a intensa gravidade do planeta eventualmente levaria a órbita de sua lua vizinha para o formato circular.

Ressonância de Laplace liga Io a Europa e Ganimedes

Monitorando as órbitas das luas Galileanas (aqui: Io, Europa e Ganimedes) tem permitido aos astrônomos obter informações significativas sobre a energia das forças de maré em Io e Júpiter. Crédito: V. Lainey, IMCCE-Paris Observatory©, CNRS

A razão de viajar numa órbita elíptica é explicada por interações gravitacionais específicas com relação as suas maiores irmãs, Europa e Ganimedes. Para cada órbita que Ganimedes completa, Europa faz duas órbitas e Io quatro. Este tipo de relação gravitacional é denominado ressonância de Laplace.

Mas Lainey e seus colegas descobriram que as luas estarão no futuro quebrando esta ressonância uma vez que Europa e Ganimedes estão gradualmente a afastar-se de Júpiter, enquanto Io se aproxima do planeta.

O time de cientistas chegou nestas conclusões após processar cálculos numéricos do movimento orbital de Io considerando também os dados orbitais de Europa e Ganimedes obtidos entre 1891 e 2007.

Embora atuem diferentes forças gravitacionais em Io, algumas o empurrando para Júpiter e outras na direção contrária, o novo estudo sugere que as forças interiores ganham esta disputa.

A rotação de Io aumenta gradualmente à custa da sua velocidade orbital. Quando está mais próximo de Júpiter, as forças gravitacionais do lado de Io na direção de Júpiter fazem com que a lua rode mais depressa. “Io perde energia orbital, o seu período orbital diminui, e aproxima-se de Júpiter,” explica Gerald Schubert da Universidade da Califórnia, em Los Angeles (EUA), em comentário que acompanha o estudo.

Schubert escreveu:

Já se tentou fazer estes cálculos no passado, mas com resultados pobremente forçados e muitas vezes contraditórios, provavelmente provocados por aproximações feitas nos seus modelos dinâmicos orbitais.

Não se sabe com certeza quando as luas vão libertar-se da sua ressonância. Schubert completou:

Se isto ocorrer numa curta escala de tempo, digamos [100 milhões] de anos ou menos, então tivemos sorte em observar Io em todo o seu esplendor vulcânico, porque o fim de sua atividade vulcânica será o destino de Io quando a ressonância se quebrar.

Netuno X Tritão

Outras luas no Sistema Solar podem já ter atravessado um processo similar. A maior lua de Netuno, Tritão, contém pequenos gêiseres – “como um meteorito que fez uma cratera na sua superfície e libertou gases aí presos,” afirmou Schubert.

Mas o seu vulcanismo poderá ter sido mais dramático se a sua órbita sofreu mais deste aquecimento devido às forças das marés: “é possível que a lua Io tivesse sido mais ativa no passado.”

Fontes e referências:

Nature (abstract): Strong tidal dissipation in Io and Jupiter from astrometric observations

Universe Today: Jupiter’s Fiery Moon Io Could One Day Break Free, Go Dormant por Anne Minard

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