Di recente abbiamo salutato la navicella spaziale Cassini, che dopo 13 anni di orbita fedelmente intorno a Saturno e alle sue lune era diretto a tuffarsi nell'atmosfera del pianeta gigante. Il motivo del "gran finale" era quello di evitare la possibilità che Cassini potesse schiantarsi contro una delle lune di Saturno, in particolare Encelado.

Con la sua cortina di geyser e l'oceano interno, Encelado è unico. Di conseguenza, questo piccolo, la luna ghiacciata è attualmente considerata un potenziale ospite per la vita, e quindi non si correva il rischio che potesse essere contaminato dalla sonda spaziale Cassini. Ora nuove ricerche, pubblicato su Nature Astronomy, suggerisce che questo oceano esiste all'interno di Encelado da molto tempo, forse abbastanza da creare le condizioni per sviluppare la vita.

I geyser sono pennacchi di acqua ghiacciata salata mista a tracce di anidride carbonica, ammoniaca, metano e altri idrocarburi che eruttano lungo le fessure nella regione del polo sud di Encelado. È stato grazie a questi geyser che gli scienziati hanno potuto stabilire che Encelado deve avere un oceano sotto la sua crosta ghiacciata e che l'oceano è attivo (convezione). Una successiva osservazione che l'idrogeno era presente nei pennacchi ha portato a un'ulteriore conclusione, che l'attività idrotermale - reazioni chimiche dovute all'interazione di acqua e roccia - era in corso. Ma ciò che gli scienziati non sono riusciti a spiegare è quale fonte di calore potrebbe alimentare questa attività.

Man mano che venivano fatte ulteriori osservazioni sulla posizione dei pennacchi, il mistero della fonte di calore mancante aumentava. I geyser sono associati a elementi noti come "strisce di tigre" - un set di quattro, depressioni parallele, lunga circa 100 km e profonda 500 m. La temperatura delle strisce è superiore a quella del resto della crosta ghiacciata, quindi si presumeva che dovessero essere crepe nel ghiaccio. Non ci sono quasi crateri da impatto nella regione delle strisce di tigre, quindi deve essere molto giovane, dell'ordine di un milione di anni. Qualsiasi modello che pretendesse di spiegare la fonte di calore doveva anche spiegare la sua natura mirata:l'oceano è globale, ma perché è attiva solo la regione del polo sud?

Per molti anni, gli scienziati hanno favorito la spiegazione del "riscaldamento delle maree", un risultato delle interazioni tra corpi di dimensioni planetarie. Ad esempio, l'interazione delle maree con la nostra luna è responsabile del flusso e riflusso dell'acqua sulla Terra. Encelado è in risonanza orbitale con la luna di dimensioni simili Dione, che influenza la forma dell'orbita di Encelado intorno a Saturno. L'effetto, però, è insufficiente per tenere conto della potenza necessaria per mantenere attivi i geyser, calcolata per essere dell'ordine di 5 GW. Questa sarebbe una potenza sufficiente per una città delle dimensioni di Chicago.

nucleo poroso

I ricercatori si sono avvicinati di un passo alla risoluzione del puzzle quando hanno esaminato la struttura interna di Encelado. La luna ha una densità sufficientemente bassa da implicare principalmente ghiaccio con un piccolo, nucleo roccioso. Questa osservazione è nota da molti anni, da quando la missione Voyager 2 ha scattato le prime immagini di Encelado e ne ha determinato il raggio, permettendo così di calcolarne il volume. Il rimorchiatore gravitazionale di Encelado su Cassini ha permesso di stimare la massa della luna, dando un valore per la densità del corpo. Le misurazioni della gravità di Cassini hanno mostrato che il nucleo aveva anche una bassa densità che potrebbe essere interpretata come il nucleo essendo poroso, con i pori pieni di ghiaccio.

La nuova serie di calcoli riempie d'acqua i pori del nocciolo, piuttosto che ghiaccio, da cui gli autori mostrano che le forze di marea associate all'acqua dei pori sono più che sufficienti per spiegare come viene generato il calore di Encelado. Il modello è impressionante perché è così completo, considerando non solo la porosità del nucleo, ma la sua permeabilità (quanto facilmente i fluidi possono attraversarlo) e quanto è forte (si frantumerà o si piegherà mentre i fluidi lo attraversano?). I ricercatori applicano dettagli simili al fluido, in considerazione della sua viscosità (quanto è liquido), temperatura e composizione, così come le sue proprietà convettive (quanto bene può trasportare il calore).

Prendendo insieme tutti questi parametri e assegnando loro valori noti o valutati in modo conservativo, si ottiene un temibile complesso di equazioni. Fortunatamente, gli autori (o, almeno, il loro software per computer) possono risolvere le equazioni per produrre un modello elegante del flusso di calore all'interno di Encelado.

Gli autori creano un'immagine 3D di dove e come il calore dei movimenti di marea all'interno degli spazi dei pori viene trasferito all'oceano sotto la superficie. Scoprono che la dissipazione del calore dal nucleo non è omogenea, ma appare come una serie di interconnessi, risalite strette dove le temperature sono superiori a 363K (85°C), con hotspot principalmente al polo sud. Poiché le fonti di calore sono così concentrate, ci sarebbe un aumento dell'attività idrotermale ad essi associata, il che spiega l'idrogeno nei pennacchi.

L'ultima emozionante osservazione che deriva dal modello è che la quantità di calore prodotta dalla marea interna è sufficiente per mantenere l'oceano sotterraneo di Encelado per miliardi di anni. Prima di questo, si pensava che se la fonte di calore per un oceano globale sotto la superficie fosse stato il decadimento radioattivo, l'oceano si congelerebbe in pochi milioni di anni, ecco perché le forze di marea sono state suggerite come una potenziale fonte di calore. Ma di nuovo, c'erano problemi con un modello del genere, richiedendo cambiamenti nell'orbita di Encelado - e anche così, un oceano sarebbe, nella migliore delle ipotesi, transitorio.

Questo porta immediatamente a un'altra serie di domande:cosa implica questo per la vita su Encelado? Un caldo oceano globale con una durata di diversi miliardi di anni sarebbe un ottimo posto per la vita:ci sono voluti solo circa 640 milioni di anni perché la vita si evolvesse da microbo a mammifero sulla Terra. Sfortunatamente, anche se, Lo stesso Encelado potrebbe essere piuttosto giovane:un recente articolo ha proposto che la luna potrebbe essersi formata solo circa 100 milioni di anni fa - è un intervallo sufficientemente lungo perché la vita abbia avuto inizio?

Possibile:la vita sembra essersi avviata sulla Terra entro poche centinaia di milioni di anni dalla sua formazione in circostanze molto più gravi di bombardamenti da impatto. Anche se ci sono voluti altri 3, Circa 500 milioni di anni per arrivare alla drammatica espansione della vita. Forse è il futuro che sembra luminoso per Encelado - se l'oceano di Encelado ha il potenziale per durare miliardi di anni, allora potrebbe aver luogo una sequenza evolutiva simile a quella sulla Terra nelle profondità oscure di un oceano di Encelado? Forse nessun futuro pianeta nano delle scimmie - ma che prezzo ha una sirena?

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.