Novas simulações usando supercomputadores mostraram que Encélado, uma lua de Saturno, perde 20 a 40 por cento menos massa de seus penachos gelados do que se estimava anteriormente. Pesquisadores da Universidade do Texas em Austin analisaram dados da missão Cassini da NASA para modelar o comportamento dos penachos. Essas descobertas podem informar missões futuras que sondam o oceano subsuperficial da lua em busca de sinais de vida.
Encélado, uma das luas geladas de Saturno, tem fascinado cientistas desde que a missão Cassini-Huygens da NASA começou a observá-la em 2005. A espaçonave capturou imagens de gêiseres imponentes irrompendo da superfície da lua, expelindo vapor de água e partículas de gelo para o espaço e formando um anel tênue ao redor de Saturno.
Um estudo recente, publicado em agosto de 2025 no Journal of Geophysical Research: Planets, usou modelos avançados de Simulação Monte Carlo Direta (DSMC) para analisar esses penachos. Liderado por Arnaud Mahieux, pesquisador sênior no Royal Belgian Institute for Space Aeronomy e afiliado ao Departamento de Engenharia Aeroespacial e Mecânica de Engenharia da Universidade do Texas em Austin, a pesquisa foi conduzida no Texas Advanced Computing Center (TACC).
"As taxas de fluxo de massa de Encélado estão entre 20 a 40 por cento mais baixas do que o que se encontra na literatura científica," disse Mahieux. A equipe se baseou em seu trabalho de 2019, que aplicou pela primeira vez técnicas DSMC para determinar condições iniciais dos penachos, como tamanhos de aberturas, relações vapor-gelo, temperaturas e velocidades de escape. Usando os supercomputadores Lonestar6 e Stampede3 do TACC, eles simularam condições para 100 fontes criovulcânicas.
"Simulações DSMC são muito caras," observou Mahieux. "Usamos supercomputadores do TACC em 2015 para obter as parametrizções que reduziram o tempo de computação de 48 horas para apenas alguns milissegundos agora." Os modelos, incorporando o código DSMC 'Planet' desenvolvido pelo coautor David Goldstein em 2011, capturaram com precisão o ambiente de baixa gravidade de Encélado, que tem apenas 313 milhas de largura. Eles rastrearam milhões de moléculas em passos de tempo de microssegundos, revelando densidades de penachos, velocidades e temperaturas de saída.
"A principal descoberta de nosso novo estudo é que, para 100 fontes criovulcânicas, pudemos restringir as taxas de fluxo de massa e outros parâmetros que não foram derivados antes, como a temperatura em que o material estava saindo. Isso é um grande avanço na compreensão do que está acontecendo em Encélado," acrescentou Mahieux.
Os penachos de Encélado fornecem uma janela para seu oceano líquido subsuperficial, potencialmente habitável como os de outras luas do sistema solar exterior. Ao amostrar material de profundidades abaixo da crosta de gelo, os cientistas podem estudar as condições oceânicas indiretamente. Missões futuras da NASA e ESA podem pousar na superfície e perfurar até o oceano, buscando sinais químicos de vida. Como concluiu Mahieux, "Supercomputadores podem nos dar respostas a perguntas que nem sonhávamos em fazer há 10 ou 15 anos."