Oceano di acqua liquida sotto Encelado

Posted on ottobre 7, 2010

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La luna di Saturno Encelado non dovrebbe essere uno dei luoghi più promettenti nel nostro Sistema Solare per la ricerca di vita extraterrestre. Situato nel gelido Sistema Solare esterno, è troppo lontano dal Sole per avere oceani di acqua liquida, un ingrediente necessario per le forme conosciute di vita, sulla sua superficie.

Alcuni mondi, come la luna di Giove Europa o Marte, potrebbero avere acqua liquida sotto la loro superficie. Marte è han un diametro di 4.200 km mentre Europa  2.000 km. Tuttavia, Encelado, con un diametro di 500 miglia, non ha la massa necessaria per rimanere abbastanza caldo e permettere di avere acqua liquida sotterranea.
Nella foto a lato vediamo i pennacchi dal polo sud di Encelado che vengono spruzzati all’esterno dalle “strisce di tigre”, che sono fessure della crosta attraverso cui il vapore acqueo e altri composti organici possono emergere. Sono più di 30 i getti individuali in questa immagine e più di 20 di loro non erano stati identificati prima. Questo mosaico è stato creato da due immagini ad alta risoluzione che sono state catturate dalla fotocamera ad angolo stretto della sonda Cassini della NASA il 21 novembre, 2009. Credit: NASA / JPL / SSI
Con temperature intorno ai -324 gradi Fahrenheit sotto zero, la superficie di Encelado è davvero congelata. Tuttavia, nel 2005 la navicella spaziale Cassini della NASA ha scoperto un gigantesco pennacchio di acqua che sgorga dalle crepe nella superficie sopra il polo sud indicando che vi era un serbatoio di acqua sotto il ghiaccio. Le analisi del pennacchio di Cassini hanno rivelato che l’acqua è salata e che esisteebbe anche un oceano sotto la superficie. Gli scienziati stimano dai dati di Cassini che il riscaldamento polare sud è equivalente ad un rilascio continuo di circa 13 miliardi di watt di energia.

Per spiegare questo misterioso calore, alcuni scienziati invocano gli effetti della radiazione assieme al riscaldamento mareale. Le teorie degli scienziati della NASA sostengono l’idea che la piccola luna si sia formata da elementi molto radioattivi.

Tuttavia, nelle piccole come lune Encelado, la mole di elementi radioattivi, di solito non è abbastanza massiccia per produrre calore significativo per lungo tempo e la luna avrebbe dovuto presto raffreddarsi e solidificarsi. Quindi, a meno che esista un altro processo all’interno di Encelado qualsiasi liquido formatosi dallo scioglimento del suo interno avrebbe dovuto essersi congelato già tempo fa.

Questo ha portato gli scienziati a prendere in considerazione il ruolo del riscaldamento mareale come un modo per tenere abbastanza caldo Encelado e permettere all’acqua liquida di rimanere sotto la sua superficie. Encelado orbita intorno a Saturno è ha una forma un po ovale. Quando esso è più vicino a Saturno, subisce una forte spinta gravitazionale che crea delle forti flessioni su tutta la sua massa.

Perspective view of Baghdad Sulcus fissureLa flessione, chiamata marea gravitazionale forzata, genera un profondo calore da attrito. Le maree gravitazionali producono le crepe nel ghiaccio superficiale in alcune regioni, come il polo sud. Questo movimento genera attrito, che rilascia calore in più punti sulla superficie

A lato vediamo una vista prospettica di una larga fessura chiamata “Il solco Baghdad”, nella crosta ghiacciata di Encelado ottenuta rielaborando le immagini di Encelado acquisite dalla missione Cassini-Huygens, nell’agosto 2008, insieme ad una nuova carta topografica del territorio prodotta dal Dr. Paul Schenk al Lunar and Planetary Institute di Houston, Texas. (L’altezza è stata esagerata di circa 10 volte per maggiore chiarezza.). Essa consente di visualizzare uno spazio a forma di cuneo tra due rami nel solco di Baghdad. Ogni ramo si compone di due dorsali parallele di grandi dimensioni fino a 1,2 miglia separate da una spaccatura a forma di V. Le dorsali sono di circa 260-325 metri di altezza. Le depressioni tra le creste sono di 650-820 metri di profondità. La massima separazione tra i due rami è di 7,5 km. Credit: NASA / JPL / Space Science Institute / Università Space Research Association / Lunar & Planetary Institute.

(Schema grafico del presunto oceano di Encelado)


Per verificare la teoria delle maree di riscaldamento, gli scienziati con il team di Cassini hanno creato una mappa dello stress gravitazionale di marea sulla crosta ghiacciata della luna e lo hanno confrontato ad una mappa delle zone calde utilizzando lo strumento (CIRS). Supponendo che il più grande sforzo è dove si verifica più attrito, e quindi dove la maggior parte del calore viene rilasciato, le aree con il maggior stress dovrebbe sovrapporsi a quelle zone più calde sulla mappa CIRS.

“Tuttavia, essi non corrispondono esattamente”, dice il Dr. Terry Hurford della NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md “Per esempio, nella fessura chiamata “solco Damasco”, il settore che ha il maggior quantitativo di taglio è di circa 50 chilometri (circa 31 miglia) dalla zona di maggior calore”.

Hurford e il suo team credono che la discrepanza possa essere risolta se si considera che il tasso di rotazione di Encelado non è uniforme, muovendosi leggermente mentre ruota, tecnicamente chiamato “librazione”. “Le osservazioni di Cassini hanno escluso una maggiore oscillazione di circa 2 gradi rispetto al tasso di rotazione uniforme”, dice Hurford.

Il team ha creato una simulazione al computer che ha reso le mappe dello stress sulla superficie di Encelado in cui le aree di maggiore stress combaciano con quelle di maggior calore.

“A seconda che l’oscillazione si muove con o contro il movimento di Saturno, un’oscillazione che va dai 2 gradi verso il basso a 0,75 gradi, si adatta alle zone più calde osservate,” ha detto Hurford.

L’oscillazione crea circa cinque volte più calore interno in Encelado rispetto alle sole maree e il calore extra probabilmente rende il suo oceano interno di lunga durata, secondo Hurford. Ciò è significativo nella ricerca di vita, perché la vita richiede un ambiente stabile per lo sviluppo.

L’oscillazione è probabilmente causata dalla forma irregolare di Encelado.

“Encelado non è completamente sferico e mentre si muove nella sua orbita, la forza di gravità di Saturno costringe la Luna a vacillare”, ha detto Hurford. Inoltre, Encelado subiste altro stress gravitazionale a causa della luna Dione, che è più lontana da Saturno rispetto ad Encelado,e quindi impiega più tempo per completare la sua orbita. Per ogni orbita completa di Dione, Encelado ne completa due producendo un allineamento regolare che stira Encelado causandogli una forma ovale.

A cura di Arthur McPaul 
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