Immagini a colori naturali di Plutone scattate dalla navicella spaziale New Horizons della NASA nel 2015. Crediti:NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker
Uno strato isolante gassoso sotto le superfici ghiacciate di oggetti celesti lontani potrebbe significare che ci sono più oceani nell'universo di quanto si pensasse in precedenza. Le simulazioni al computer forniscono prove convincenti che uno strato isolante di idrati di gas potrebbe impedire a un oceano sotterraneo di congelarsi sotto l'esterno ghiacciato di Plutone, secondo uno studio pubblicato sulla rivista Geoscienze naturali .
Nel luglio 2015, La navicella spaziale New Horizons della NASA ha volato attraverso il sistema di Plutone, fornendo le prime immagini ravvicinate di questo lontano pianeta nano e delle sue lune. Le immagini mostravano la topografia inaspettata di Plutone, tra cui un bacino ellissoidale di colore bianco chiamato Sputnik Planitia, situato vicino all'equatore e grosso modo delle dimensioni del Texas.
Per la sua posizione e topografia, gli scienziati ritengono che sotto il guscio di ghiaccio che si assottiglia a Sputnik Planitia esista un oceano sotterraneo. Però, queste osservazioni sono in contraddizione con l'età del pianeta nano perché l'oceano dovrebbe essersi congelato molto tempo fa e anche la superficie interna del guscio di ghiaccio di fronte all'oceano avrebbe dovuto essere appiattita.
Ricercatori dell'Università giapponese di Hokkaido, l'Istituto di tecnologia di Tokyo, Università di Tokushima, Università di Osaka, Università di Kobe, e all'Università della California, Santa Cruz, considerato cosa potrebbe mantenere caldo l'oceano sotto la superficie mantenendo la superficie interna del guscio di ghiaccio congelata e irregolare su Plutone. Il team ha ipotizzato che sotto la superficie ghiacciata dello Sputnik Planitia esista uno "strato isolante" di idrati di gas. Gli idrati di gas sono solidi cristallini simili al ghiaccio formati da gas intrappolati all'interno di gabbie d'acqua molecolari. Sono molto viscosi, hanno una bassa conduttività termica, e potrebbe quindi fornire proprietà isolanti.
Il "cuore" luminoso su Plutone si trova vicino all'equatore. La sua metà sinistra è un grande bacino soprannominato Sputnik Planitia. Figure create utilizzando le immagini della NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute. Credito:figure create utilizzando immagini della NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.
I ricercatori hanno condotto simulazioni al computer su un arco temporale di 4,6 miliardi di anni, quando il sistema solare ha cominciato a formarsi. Le simulazioni hanno mostrato l'evoluzione termica e strutturale dell'interno di Plutone e il tempo necessario affinché un oceano sotto la superficie si congeli e il guscio ghiacciato che lo ricopre diventi uniformemente spesso. Hanno simulato due scenari:uno in cui esisteva uno strato isolante di idrati di gas tra l'oceano e il guscio ghiacciato, e uno dove no.
Le simulazioni hanno mostrato che, senza strato isolante di idrato di gas, il mare sotto la superficie si sarebbe completamente congelato centinaia di milioni di anni fa; ma con uno, difficilmente si congela. Anche, ci vuole circa un milione di anni perché una crosta di ghiaccio uniformemente spessa si formi completamente sull'oceano, ma con uno strato isolante di idrato di gas, ci vuole più di un miliardo di anni.
I risultati della simulazione supportano la possibilità di un oceano liquido di lunga durata esistente sotto la crosta ghiacciata di Sputnik Planitia.
La struttura interna proposta di Plutone. Un sottile strato di clatrato (gas) idrato funge da isolante termico tra l'oceano sotto la superficie e il guscio di ghiaccio, impedendo all'oceano di gelare. Credito:Kamata S. et al., L'oceano di Plutone è ricoperto e isolato da idrati di gas. Geoscienze della natura , 20 maggio 2019.
Il team ritiene che il gas più probabile all'interno dello strato isolante ipotizzato sia il metano proveniente dal nucleo roccioso di Plutone. Questa teoria, in cui il metano è intrappolato come idrato di gas, è coerente con l'insolita composizione dell'atmosfera di Plutone, povera di metano e ricca di azoto.
Strati isolanti simili di idrato di gas potrebbero mantenere oceani sotterranei di lunga durata in altre lune ghiacciate relativamente grandi ma poco riscaldate e oggetti celesti distanti, concludono i ricercatori. "Questo potrebbe significare che ci sono più oceani nell'universo di quanto si pensasse in precedenza, rendere più plausibile l'esistenza della vita extraterrestre, ", afferma Shunichi Kamata dell'Università di Hokkaido che ha guidato la squadra.
