Encélado é a sexta maior lua de Saturno e a 18ª maior do Sistema Solar, com cerca de 500 km de diâmetro, cerca de um décimo do diâmetro de Titã, a maior lua de Saturno. É um mundo pequeno para qualquer padrão planetário, apenas um sétimo do diâmetro da nossa própria Lua. Ainda assim, esse pequeno corpo gelado é um dos lugares mais ativos de todo o Sistema Solar externo.
Encélado está coberto por neve limpa e recém-depositada, com centenas de metros de espessura, o que o torna um dos corpos mais reflexivos do Sistema Solar. Como consequência, sua temperatura superficial ao meio-dia atinge apenas -198°C, muito mais fria do que seria em um corpo que absorve luz — a lua é tão eficiente em refletir a luz solar de volta ao espaço que praticamente não esquenta, mesmo estando diretamente exposta à luz.
Esse brilho gelado revela-se o sintoma superficial de algo muito mais estranho acontecendo por baixo: um oceano oculto, gêiseres ativos e um papel direto e contínuo na construção de um dos anéis de Saturno.
Um ponto silencioso durante dois séculos
Encélado foi descoberto em 28 de agosto de 1789 por William Herschel, mas pouco se sabia sobre ele até que as sondas Voyager 1 e Voyager 2 sobrevoaram Saturno em 1980 e 1981. Herschel fez a descoberta durante o primeiro uso de seu novo telescópio de 1,2 metro e 40 pés, então o maior do mundo, na Observatory House, em Slough, na Inglaterra — um instrumento genuinamente de ponta, mas ainda assim mal suficiente para distinguir Encélado como algo além de um ponto de luz.
Por mais de dois séculos depois disso, Encélado permaneceu, em grande parte, um mistério. Foi preciso que sondas espaciais visitassem de fato o sistema de Saturno para revelar o que a lua realmente estava fazendo.
A lua que constrói o anel mais externo de Saturno
Encélado orbita dentro da parte mais densa do anel E de Saturno, o mais externo dos principais anéis do planeta, e é a principal fonte do material do anel. É um papel incomum para uma lua desempenhar: em vez de simplesmente orbitar dentro de um anel, Encélado o abastece ativamente. O anel E de Saturno é instável, com uma vida útil de apenas 10.000 a 1 milhão de anos, de modo que suas partículas precisam ser constantemente repostas — o que significa que, sem uma fonte ativa, o anel praticamente não existiria dentro da janela astronomicamente curta em que temos a sorte de observá-lo.
Os dois primeiros sobrevoos próximos da Cassini em 2005 confirmaram Encélado como a fonte das partículas do anel E, e, em novembro de 2005, a Cassini fotografou diretamente jatos semelhantes a gêiseres de partículas geladas subindo da região polar sul da lua. Foi a primeira prova visual direta de que uma pequena lua gelada podia alimentar ativamente um dos anéis de um planeta.
Encélado orbita Saturno a cada 32,9 horas, rápido o suficiente para que seu movimento seja observado em uma única noite, e está em uma ressonância orbital de 2:1 com Dione, completando duas órbitas ao redor de Saturno para cada órbita que Dione completa. Essa ressonância não é incidental — ela ajuda a manter a órbita de Encélado ligeiramente excêntrica, e essa excentricidade é um dos fatores que mantém o interior da lua aquecido o suficiente para permanecer geologicamente ativo.
Um oceano em erupção no espaço
Jatos do polo sul de Encélado lançam cerca de 250 kg de vapor de água por segundo, a velocidades de até 2.189 km/h, em direção ao espaço — uma verdadeira mangueira de material disparada diretamente de uma lua gelada para o vácuo além dela. Essa água vem de um verdadeiro oceano subsuperficial: o oceano de Encélado provavelmente se encontra sob uma camada de gelo de cerca de 30 a 40 quilômetros de espessura, isolada do vácuo acima, exceto onde escapa através do polo sul fraturado da lua.
As plumas não são feitas apenas de água. A Cassini detectou traços de compostos orgânicos simples e complexos no material das plumas de Encélado, incluindo benzeno e substâncias orgânicas macromoleculares com até 200 unidades de massa atômica e pelo menos 15 átomos de carbono — uma química complexa de carbono, encontrada não em um planeta, mas expelida diretamente do interior de uma pequena lua, onde uma sonda espacial pôde atravessá-la e coletar amostras.
Um calor que não deveria existir
Nenhuma dessa atividade é possível sem uma fonte de calor considerável, e Encélado tem uma que os cientistas ainda não conseguem explicar por completo. Foi encontrada uma região quente perto do polo sul de Encélado, com temperaturas de 85 a 90 K, e pequenas áreas chegando a 157 K, calor demais para ser explicado apenas pela luz solar. Algo dentro da lua está gerando calor bem além do que seu tamanho e sua órbita deveriam produzir.
Dados do espectrômetro infravermelho da Cassini mediram o calor interno gerado pelo terreno polar sul de Encélado em cerca de 4,7 gigawatts, um valor difícil de explicar apenas pelo aquecimento das marés, deixando a principal fonte de calor um mistério. Uma explicação de 2017 oferece uma resposta parcial: uma simulação computacional usando dados da Cassini indica que o calor gerado pelo atrito de fragmentos rochosos deslizando dentro do núcleo poroso e fragmentado de Encélado poderia manter seu oceano subterrâneo aquecido por bilhões de anos — o interior rochoso da lua se atritando consigo mesmo como uma fornalha lenta e perpétua.
Quatro listras, um mundo em erupção
O sinal mais claro de toda essa atividade está registrado bem no polo sul de Encélado. As quatro fraturas em "listras de tigre" da lua foram observadas pela primeira vez em 20 de maio de 2005 pela câmera Imaging Science Subsystem da Cassini, e cada uma delas é uma verdadeira feição geológica por si só: cada depressão em listra de tigre tem, em média, 130 km de comprimento, 2 km de largura e 500 metros de profundidade, ladeada por cristas com altura média de 100 metros.
As quatro listras de tigre têm nomes oficiais: Alexandria, Cairo, Baghdad e Damascus Sulci; Baghdad e Damascus são as mais ativas vulcanicamente, enquanto Alexandria é a menos ativa. É a partir de fraturas como essas que as plumas de Encélado realmente irrompem — fendas em uma crosta gelada, do resto imaculada, que liberam material diretamente do oceano abaixo para o espaço aberto.
Essa crosta imaculada é exatamente o motivo pelo qual Encélado tem essa aparência quando visto à distância. O gelo fresco e limpo que domina sua superfície faz de Encélado o corpo mais reflexivo do Sistema Solar, com um albedo geométrico visual de 1,38 e um albedo de Bond bolométrico de 0,81 — uma camada de material superficial tão brilhante e tão constantemente renovada pela queda de material de suas próprias plumas que ofusca qualquer outro objeto que conhecemos no Sistema Solar.
A missão que tornou tudo isso possível
Nenhuma dessas descobertas teria sido possível sem a sonda Cassini, que foi a quarta sonda espacial a visitar Saturno e a primeira a entrar em sua órbita, onde permaneceu de 2004 a 2017. Treze anos de sobrevoos próximos e repetidos transformaram Encélado de um ponto fraco e distante em um dos mundos oceânicos mais bem documentados do Sistema Solar — e um dos lugares mais promissores para continuar buscando o que mais pode estar acontecendo em seu mar oculto.