Em Vénus respira-se oxigénio! Pelo menos na região das nuvens altas

Os astrónomos que estudam a atmosfera de Vénus confirmaram oficialmente a deteção de sinais claros de oxigénio atómico no seu lado diurno, acima das nuvens tóxicas do planeta.

planeta Vénus
Planeta Vénus. Crédito: NASA.

O oxigénio atómico é um composto chave na mesosfera e termosfera de Vénus, na região de transição entre os dois padrões dominantes de circulação atmosférica: fluxo retrógrado abaixo de 70 km e fluxo acima de 120 km de altitude.

No entanto, os métodos de deteção antigos e os atuais são indiretos e dependem de medições de outras moléculas em combinação com modelos fotoquímicos. Até recentemente, a deteção direta de oxigénio atómico podia ser realizada tanto no lado diurno como no lado noturno de Vénus, através da medição da sua transição do estado base para um mais energético.

O oxigénio atómico concentra-se em altitudes de cerca de 100 km, com densidade máxima no lado diurno, onde é gerado pela fotólise do dióxido de carbono e do monóxido de carbono. Este método permite investigações detalhadas da atmosfera do planeta na região entre os dois padrões de circulação atmosférica.

Segundo os resultados de um projeto conjunto entre a NASA e o Centro Aeroespacial Alemão, publicados na revista Nature Communications, em que foi utilizado um telescópio infravermelho do observatório aerotransportado (SOFIA), foi detetada a presença de oxigénio atómico durante o dia em Vénus, o que revela novas informações sobre o dinâmica da sua atmosfera.

A Deusa do Amor

Vénus é de particular interesse para os cientistas porque tem muito em comum com a Terra, mas também é significativamente diferente. Os planetas têm massa, composição química e densidade semelhantes.

A diferença é que Vénus está coberto de espessas nuvens compostas principalmente de ácido sulfúrico, e a sua atmosfera de dióxido de carbono cria um poderoso efeito de estufa, provocando uma temperatura superficial extremamente elevada (a rondar os 465 °C) e uma pressão aproximadamente 93 vezes maior do que a da superfície da Terra.

A camada de gás de Vénus gira muito rapidamente em torno dela. Os ventos muitas vezes podem atingir velocidades de cerca de 700 km/h, enquanto na Terra a maior velocidade do vento jamais registada foi de 372 km/h em 1934 no Monte Washington, em New Hampshire, Estados Unidos.

As razões para as grandes diferenças entre Vénus e a Terra ainda não são totalmente compreendidas. Estudar o ambiente do nosso planeta vizinho pode ajudar-nos a entendê-lo melhor. Os investigadores dão uma atenção especial ao oxigénio atómico.

Oxigénio atómico em Vénus

O oxigénio que respiramos na Terra é molecular: as suas moléculas são formadas por dois átomos (O₂) conectados entre si. O oxigénio atómico é composto por átomos separados e independentes deste elemento. Reage rapidamente com outras substâncias devido à sua atividade química.

Na Terra é encontrado principalmente em grandes altitudes, onde é formado como resultado da decomposição do oxigénio molecular pela radiação solar. Um processo semelhante pode ocorrer em Vénus. Como a sua atmosfera contém principalmente dióxido de carbono (CO₂), a luz solar provoca a divisão das suas moléculas em oxigénio atómico e monóxido de carbono.

Ao passar do lado noturno de Vénus para o lado diurno, estas substâncias recombinam-se em moléculas de CO₂, fazendo com que o planeta brilhe no escuro. O oxigénio atómico foi descoberto como parte deste processo, mas a sua presença durante o dia é uma nova descoberta.

Descoberta com SOFIA

Investigadores liderados pelo físico Heinz-Wilhelm Hübers, do Centro Aeroespacial Alemão (DLR), analisaram dados de 17 pontos diferentes do planeta, incluindo os lados diurno e noturno, bem como o terminador, a linha de transição entre a luz e a escuridão, utilizando o telescópio infravermelho do observatório aerotransportado (SOFIA).

Em todos estes pontos, a equipa descobriu o oxigénio atómico e a sua concentração atingiu o pico a uma altitude de cerca de 100 km. Isto corresponde a uma altitude entre os dois principais modelos de circulação atmosférica: o poderoso fluxo super rotativo no sentido anti-horário abaixo de 70 km e o fluxo subsolar para antissolar na alta atmosfera acima de 120 km.

Mapa de distribuição das temperaturas e densidade molecular do oxigénio em Vénus. Crédito: Nature Communications.

A descoberta indica que o oxigénio atómico pode ser um recurso importante para estudos futuros da atmosfera de Vénus, especialmente nas zonas de transição entre os dois modelos de circulação.

Observações futuras, particularmente perto de pontos antissolares e subsolares, bem como em vários ângulos de incidência da luz solar, fornecerão mais detalhes sobre esta região e ajudarão futuras missões espaciais a Vénus.

Juntamente com medições do conteúdo atómico de oxigénio nas atmosferas da Terra e de Marte, estes dados ajudarão a melhorar a nossa compreensão das diferenças entre as atmosferas da Terra e de Vénus.