Nuove scoperte della missione Cassini della NASA mostrano che Encelado, una delle lune di Saturno e uno dei principali candidati alla vita extraterrestre, sta perdendo calore da entrambi i poli, il che indica che possiede la stabilità a lungo termine necessaria allo sviluppo della vita.
Un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università di Oxford, del Southwest Research Institute e del Planetary Science Institute di Tucson, in Arizona, ha fornito la prima prova di un significativo flusso di calore al polo nord di Encelado, ribaltando le precedenti ipotesi secondo cui la perdita di calore fosse confinata al suo polo sud attivo. Questa scoperta conferma che la luna ghiacciata emette molto più calore di quanto ci si aspetterebbe se fosse semplicemente un corpo passivo, rafforzando la tesi che potrebbe ospitare la vita. Encelado è un pianeta altamente attivo, con un oceano sotterraneo salato e globale, che si ritiene sia la fonte del suo calore. La presenza di acqua liquida, calore e sostanze chimiche adatte (come fosforo e idrocarburi complessi) fa sì che il suo oceano sotterraneo sia ritenuto uno dei luoghi migliori del nostro sistema solare per l’evoluzione della vita al di fuori della Terra.
Un oceano dinamico
Ma questo oceano sotterraneo può sostenere la vita solo se ha un ambiente stabile, con le sue perdite e guadagni di energia in equilibrio. Questo equilibrio è mantenuto dal riscaldamento mareale: la gravità di Saturno allunga e comprime la luna durante la sua orbita, generando calore al suo interno. Se Encelado non ricevesse abbastanza energia, la sua attività superficiale rallenterebbe o si arresterebbe, e l’oceano potrebbe alla fine congelarsi. Troppa energia, d’altra parte, potrebbe causare un aumento dell’attività oceanica, alterandone l’ambiente.
Finora, le misurazioni dirette della perdita di calore da Encelado erano state effettuate solo al polo sud, dove imponenti pennacchi di ghiaccio d’acqua e vapore eruttano da profonde fessure in superficie. Al contrario, si pensava che il polo nord fosse geologicamente inattivo. Utilizzando i dati della sonda spaziale Cassini della NASA, i ricercatori hanno confrontato le osservazioni della regione polare settentrionale in pieno inverno (2005) e in estate (2015). Queste sono state utilizzate per misurare quanta energia Encelado perde dal suo oceano sotterraneo “caldo” (0 °C, 32 °F) mentre il calore attraversa il suo guscio ghiacciato fino alla superficie gelida della luna (-223 °C, -370 °F) e viene poi irradiato nello spazio.
Modellando le temperature superficiali previste durante la notte polare e confrontandole con le osservazioni infrarosse del Cassini Composite InfraRed Spectrometer (CIRS), il team ha scoperto che la superficie al polo nord era circa 7 K più calda del previsto. Questa discrepanza poteva essere spiegata solo dal calore che proveniva dall’oceano sottostante. Il flusso di calore misurato (46 ± 4 milliwatt per metro quadrato) può sembrare piccolo, ma rappresenta circa due terzi della perdita di calore (per unità di superficie) attraverso le croste continentali terrestri.
Perdita di calore
In tutta Encelado, questa perdita di calore conduttivo ammonta a circa 35 gigawatt: all’incirca equivalenti alla potenza di oltre 66 milioni di pannelli solari (potenza di 530 W) o di 10.500 turbine eoliche (potenza di 3,4 MW). Sommando questo dato al calore in fuga dal polo sud attivo di Encelado, la perdita totale di calore della luna sale a 54 gigawatt: una cifra che corrisponde strettamente all’apporto di calore previsto dalle forze mareali. Questo equilibrio tra produzione e perdita di calore suggerisce fortemente che l’oceano di Encelado possa rimanere liquido su scale temporali geologiche, offrendo un ambiente stabile in cui la vita potrebbe emergere.
Secondo i ricercatori, il prossimo passo fondamentale sarà determinare se l’oceano di Encelado sia esistito abbastanza a lungo da consentire lo sviluppo della vita. Al momento, la sua età è ancora incerta. Lo studio ha anche dimostrato che i dati termici possono essere utilizzati per stimare in modo indipendente lo spessore del guscio di ghiaccio, un parametro importante per le future missioni che intendono sondare l’oceano di Encelado, ad esempio mediante lander robotici o sommergibili. I risultati suggeriscono che il ghiaccio ha uno spessore compreso tra 20 e 23 km al Polo Nord, con una media globale di 25-28 km, leggermente più profondo rispetto alle stime precedenti ottenute utilizzando altre tecniche di telerilevamento e modellazione.
“Scoprire le sottili variazioni di temperatura superficiale causate dal flusso di calore conduttivo di Encelado dai suoi cambiamenti di temperatura giornalieri e stagionali è stata una sfida, resa possibile solo dalle missioni prolungate di Cassini“, ha affermato l’autrice principale, la Dott.Ssa Georgina Miles (Southwest Research Institute e Visiting Scientist presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford). “Il nostro studio evidenzia la necessità di missioni a lungo termine verso mondi oceanici che potrebbero ospitare la vita, e il fatto che i dati potrebbero non rivelarne tutti i segreti prima di decenni dopo essere stati ottenuti.”
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Per saperne di più
- Leggi l’articolo originale su University of Oxford
- Leggi il paper scientifico intitolato “Endogenic heat at Enceladus’ north pole” pubblicato su Science Advances
