Alla ricerca di pennacchi d’acqua su Europa

Con la missione Europa Clipper ai nastri di partenza nel 2024 e le prove indirette osservate dal telescopio Hubble, gli scienziati sono convinti che anche su Europa, una delle più importanti lune di Giove, vi siano getti di geyser e pennacchi d’acqua che eruttano dalla superficie. Tuttavia, gli stessi scienziati avvertono che non sarà facile trovarli, anche da vicino.

Nel 2005, le immagini di un brillante pennacchio d’acqua che erutta dalla superficie della luna di Saturno Encelado hanno affascinato il mondo. Una gigantesca colonna di vapore, particelle di ghiaccio e molecole organiche emersa dalla regione polare sud della luna di Giove ha suggerito che esiste un oceano di acqua liquida sotto il guscio di ghiaccio di Encelado e ha confermato che la luna è geologicamente attiva. E questo pennacchio ha anche spinto Encelado e altri oggetti del sistema solare esterno, senza atmosfera e lontano dal calore del Sole, in cima dell’elenco dei luoghi in cui la NASA intende recarsi per cercare segni di vita.

Gli scienziati ora si stanno preparando per una missione in un altro mondo oceanico coperto di ghiaccio con possibili pennacchi: la luna di Giove Europa. Previsto per il lancio nel 2024, la sonda spaziale Europa Clipper della NASA studierà la luna dalle profondità sino alla superficie per determinare se possa contenere ingredienti che la rendono un luogo adatto alla vita.

Europa vs Encelado

Come Encelado, Europa è geologicamente dinamica, il che significa che entrambe queste lune coperte di ghiaccio generano calore all’interno mentre i loro strati solidi si allungano e si flettono per il “tiro alla fune” gravitazionale causato dal pianeta che le ospita e dalle lune vicine. È questo che, al posto del calore del sole, impedisce il congelamento dell’acqua sotterranea. E il calore può anche aiutare a produrre e far circolare sui loro fondali marini quelli che sono i mattoni chimici della vita come il carbonio, l’idrogeno, l’ossigeno, l’azoto, il fosforo e lo zolfo.

Ma è qui che finiscono le somiglianze.

Per quanto si possa pensare che Europa sia una sorta di Encelado 2.0, le due lune sono completamente diverse. Alcune evidenze suggeriscono che Europa potrebbe scaricare l’acqua dal suo sottosuolo proprio come Encelado.  La sonda spaziale Galileo, il telescopio Hubble e altri grandi telescopi terrestri hanno segnalato rilevamenti di deboli pennacchi d’acqua o di alcuni dei loro componenti chimici su Europa.

Però non si può esserne certi perché le prove sinora raccolte non sono sufficienti.

Gli scienziati sono attratti dai pennacchi per un motivo preciso, oltre al fatto che sono un autentico spettacolo della natura da ammirare affascinati. I pennacchi offrono infatti agli scienziati un accesso più facile all’interno di Europa: il fatto che Europa possa essere ritenuta abitabile si riduce all’avere una comprensione affidabile di ciò che sta accadendo sotto la superficie, cosa che non possiamo ancora raggiungere. In altre parole, la magia di Europa, un archetipo per un mondo potenzialmente abitabile, è nascosta alla nostra vista nelle profondità della luna stessa.

Rispetto a Encelado, che ha le dimensioni del Texas, Europa è circa un quarto delle dimensioni della Terra, un po’ più piccola della nostra Luna terrestre. E le prove suggeriscono che Europa possiede un oceano di acqua salata molto più profondo di Encelado, dai 60 ai 160 chilometri, il che significa che potrebbe contenere circa il doppio dell’acqua presente negli oceani della Terra.

L’importanza del calore

E alcuni scienziati ipotizzano che l’oceano di Europa potrebbe reagire a delle rocce surriscaldate sotto il suo fondo marino, forse attraverso bocche idrotermali. Sulla Terra, tali aree sono focolai di attività chimica che nutrono moltissime forme biologiche.

Gli scienziati affermano che potrebbero esserci anche grandi sacche di acqua fusa nel guscio di ghiaccio di Europa, che è più probabile siano la fonte di pennacchi rispetto all’oceano. Queste tasche potrebbero produrre habitat accoglienti anche per diversi organismi.

Poiché è molto più vicina a Giove di quanto Encelado lo sia a Saturno, su Europa viene generato più calore dall’attrito prodotto mentre orbita intorno al pianeta ospitante. Dato che il calore interno stimola l’attività geologica sui mondi rocciosi, si prevede che Europa avrà una geologia più estesa di Encelado. Alcuni scienziati prevedono che Europa abbia una tettonica a placche che sposta e ricicla i blocchi ghiacciati che compongono la superficie lunare. Se è così, Europa potrebbe far circolare sostanze nutritive prodotte sulla superficie dalla radiazione di Giove, come l’ossigeno, sino alle sacche di liquido nel guscio di ghiaccio o forse persino all’oceano stesso. Attraverso Europa Clipper, gli scienziati avranno la possibilità di testare alcune delle loro previsioni analizzando la composizione chimica dei pennacchi o le tracce che possono lasciare sulla superficie.

Gli scienziati avvertono che i pennacchi di Europa, anche se ci sono, potrebbero essere difficili da rilevare anche da vicino. Possono essere sporadici e possono essere piccoli e sottili, dato che la gravità di Europa, che è molto più forte di quella di Encelado, probabilmente mantiene questi pennacchi d’acqua vicino alla superficie. La situazione purtroppo è molto diversa dalla spettacolare colonna di vapore di Encelado che è sempre attiva e più grande della luna stessa, spruzzando particelle ghiacciate a centinaia di miglia sopra la superficie. 

Sebbene gli scienziati di Europa Clipper stiano escogitando una varietà di strategie per trovare pennacchi attivi quando la navicella spaziale inizia ad esplorare Europa nel 2031, non si affideranno a essi per capire cosa sta succedendo all’interno della luna. Ogni strumento a bordo del Clipper può fornire prove di condizioni abitabili sotto la superficie, indipendentemente dai pennacchi attivi.

Il team scientifico cercherà potenziali pennacchi con la suite di fotocamere di Europa Clipper, chiamata EIS. ESI proverà a trovare i pennacchi vicino alla superficie di Europa cercando le loro sagome sul bordo di Europa, quando la luna è illuminata dalla luce di Giove mentre passa davanti al pianeta. L’EIS scatterà foto dei pennacchi, se dovessero apparire, così come degli eventuali depositi di pennacchi che potrebbero essere visibili sulla superficie. L’Europa-UVS invece si occuperà di rilevare i pennacchi nella luce ultravioletta, anche sul bordo della luna quando Europa passerà davanti alle stelle più vicine, e potrà misurare la composizione chimica di tali pennacchi. Infine, una termocamera, l’Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS), cercherà punti caldi sulla superficie che potrebbero essere la prova di eruzioni attive o recenti.

Il team di Europa Clipper è pronto a ottenere risultati indipendentemente dal fatto che si trovino o meno pennacchi su Europa, anche se molti scienziati sperano di immortalare qualche spettacolare getto d’acqua così da arricchire la missione e la nostra comprensione di Europa.

Europa potrebbe essere attiva ed emettere del materiale ma forse, quando capiremo davvero come lo sta facendo, non sarà come ci si aspettava.

Riferimenti:

• https://www.jpl.nasa.gov/news/are-water-plumes-spraying-from-europa-nasas-europa-clipper-is-on-the-case